了解 C++ 中的动态对象（“新”）

Question

我正在尝试更深入地了解新运算符。我确实理解它从堆中分配内存并返回指向内存的指针的事实。我的问题是，一旦我得到指针并使用它来存储另一个指向另一个声明变量的指针，值复制或指向的值是如何发生的？比如

我声明了一个变量

int x = 4;

然后说

int* ptr = new int;
ptr = &x;

ptr 从堆中指向一块内存。 x 定义在拥有单独内存块的堆栈中。 ptr 和 x 的地址相同。如果我删除 ptr，x 仍然有效，因为它仍然存在于内存中。当我说 *ptr 时，我正在寻找 ptr 指向的值，在这种情况下是 4。我的问题是 4，它在哪里。它是否存在于两个单独的内存块中。一个由 x 表示，另一个是我刚从 new 得到的。这个过程是如何发生的？ 4 如何在两个块之间传输，或者我错过了什么？请帮忙。

当我说 ptr = &x 时，那是按位复制。换句话说，我是否永远失去了刚刚通过堆访问的内存？

Answer 1

忘记“堆栈”和“堆”。这对于您需要了解的内容并不重要。

C++ 中的对象具有三种不同的存储类之一：静态、动态和自动。

自动和静态对象是非引用变量的值。更准确地说，命名空间范围内的变量和块范围内的静态变量保存静态对象，而块范围内的非静态变量保存自动对象。这些对象的生命周期由它们在源代码中的位置决定：

// file.cpp

int a;             // static, global (= "namespace scope")

void foo()
{
    static int b;  // static, block scope

    int c;         // automatic (always block scope)
}

相比之下，动态 对象正是那些作为new 表达式的结果创建的对象。动态对象本身永远不是变量。您只能通过指针（它本身就是一个对象）或通过引用变量（并且引用永远不是对象）来获取它们：

Foo * p = new Foo;
Foo & q = *new Foo;  // NEVER do this!

动态对象一直存在，直到您通过指向它们的指针明确删除它们：

delete p;    // normal
delete &q;   // works, but insane

在你的例子中，new int 创建了一个类型为int 的新动态对象，并且你将指向该对象的指针存储在变量ptr 中。但是，在下一行中，您会覆盖变量并丢失指向动态整数的指针。您已经泄露了该对象，并且无法再恢复它。

Answer 2

int* ptr = new int;
ptr = &x;

ptr 指向堆中的一块内存

不，它没有。赋值后指向变量x的地址，变量automatic storage。您丢失了最初由ptr 指向的动态分配的int 的句柄，因此您不能再删除它。 4 不会通过任何内存“块”传输。当您取消引用 ptr 时，您将获得由 x 引用的变量，其中包含值 4。

试试这个例子：

#include <iostream>

int main()
{

  int x = 4;
  int* ptr = new int;
  ptr = &x;  // lose handle on dynamically allocated int: MEMORY LEAK
  std::cout << (*ptr) << "\n";
  x += 1;
  std::cout << (*ptr) << "\n";
  (*ptr) += 1;
  std::cout << x << "\n";

}

Answer 3

如您所见，您可以将ptr 指向您想要的任何地址，但这并不意味着它是安全的。由于new 上分配的内存是孤立的，而不是ptr 指向的，因此您在这里执行了错误的内存操作。这是语言允许的，但不安全。

所以4 仍然在它们相同的地址，在堆栈上，只是在您执行ptr=&x; 之后它也被ptr 引用。