C++基础---动态数组

1. 动态数组

1.1 动态数组与静态数组的区别

静态数组

(1)静态数组的长度是预先定义好的，在整个程序中，一旦给定大小后就无法改变。声明的数组大小要尽可能达到最大，避免发生数组越界，但过度使用这种方法，会导致内存的操作环境变慢。

(2)对于静态数组，其创建非常方便，使用完也无需释放，要引用也简单，但是创建后无法改变其大小是其致命弱点。

动态数组

(1)是相对于静态数组而言的。

(2)指在声明时没有确定数组大小的数组，可以随程序需要而指定大小，有效利用存储空间。

(3)动态数组的内存空间是从堆（heap）上分配（即动态分配）的。是通过执行代码而为其分配存储空间。当程序执行到这些语句时，才为其分配。程序员自己负责释放内存。

(4)对于动态数组，其创建麻烦，使用完必须由程序员自己释放，否则严重会引起内存泄露。但其使用非常灵活，能根据程序需要动态分配大小。

注：动态数组较灵活、较方便，有助于有效管理内存。

1.2 动态数组的好处

在实际的编程中，往往会发生这种情况，即所需的内存空间取决于实际输入的数据，而无法预先确定。

为了解决上述问题，C++提供了一些内存管理函数，这些内存管理函数结合指针可以按需要动态地分配内存空间，来构建动态数组，也可把不再使用的空间回收待用，为有效地利用内存资源提供了手段。

1.3 构建动态数组

遵循原则：

申请的时候从外层往里层，逐层申请；

释放的时候从里层往外层，逐层释放。

构建所需指针：

对于构建一维动态数组，需要一维指针；

对于构建二维，则需要一维，二维指针；

对于构建三维，则需要一维，二维，三维指针；

依此类推。

new和delete[]运算符用于动态分配和释放数组内存：

new：开辟数组空间

(1)开辟一维数组空间：

int *a = new int[row];
for (int i=0; i<row; i++)
{
a[i] = i;
}

(2)开辟二维数组空间：

int **a = new int*[row];
for (int i=0; i<row; i++)
{
a[i] = new int[col];
for (int j=0; j<col; j++)
{
a[i][j] = j;
}
}

(3)开辟三维数组空间：

int ***a = new int**[row];
for (int i=0; i<row; i++)
{
a[i] = new int*[col];
for (int j=0; j<col; j++)
{
a[i][j] = new int[height];
for (int k=0; k<height; k++)
{
a[i][j][k] = k;
}
}
}

(4)四维及其以上：依此类推。

delete[]：释放数组内存

(1)释放一维数组空间：

delete[] a;

(2)释放二维数组空间：

for(int i=0; i<row; i++)
{
delete[] a[i];
}
delete[] a;

(3)释放三维数组空间：

for(int i=0; i<row; i++)
{
for(int j=0; j<col; j++)
{
delete[] a[i][j];
}
}
for(int i=0; i<row; i++)
{
delete[] a[i];
}
delete[] a;

(4)四维及其以上：依此类推。

注：要访问new所开辟的结构体空间，无法直接通过变量名进行，只能通过赋值的指针进行访问。用new和delete可以动态开辟，撤销地址空间。在编程序时，若用完一个变量(一般是暂时存储的数组)，下次需要再用，但却又想省去重新初始化的功夫，可以在每次开始使用时开辟一个空间，在用完后撤销它。

1.4 动态数组程序实例

一维动态数组的创建与删除：

#include<iostream>

using namespace std;
int main()
{
//const int row= 5;//静态数组，数组长度必须为常量，大小固定，程序运行中不能修改
//cout<<"一维数组固定长度为："<<row<<endl;
int row;//由于是动态分配数组内存空间，因此无需用常量
cout<<"设置一维数组长度：";
cin>>row;
int *p = new int[row];//new动态分配数组内存，一维动态数组
for (int i=0; i<row; i++)
{
p[i] = i;
}
for (int i=0; i<row; i++)
{
cout<<"p["<<i<<"] = "<<p[i]<<endl;
}
delete[] p;//delete[]释放数组内存
system("pause");
return 0;
}
=>设置一维数组长度：5
p[0] = 0
p[1] = 1
p[2] = 2
p[3] = 3
p[4] = 4

二维动态数组的创建与删除：

#include<iostream>

using namespace std;
int main()
{
int row;//由于是动态分配数组内存空间，因此无需用常量，第一维row的长度
int col;//由于是动态分配数组内存空间，因此无需用常量，第二维col的长度
cout<<"第一维row的长度：";
cin>>row;
cout<<"第二维col的长度：";
cin>>col;
int **p = new int*[row];//new动态分配数组内存，二维动态数组，申请第一维的空间row
for (int i=0; i<row; i++)
{
p[i] = new int[col];
for (int j=0; j<col; j++)
{
p[i][j] = j;
}
}
for (int i=0; i<row; i++)
{
for (int j=0; j<col; j++)
{
cout<<"p["<<i<<"]["<<j<<"]="<<p[i][j]<<"; ";
}
cout<<endl;
}
//释放数组内存
for(int i=0; i<row; i++)
{
delete[] p[i];
}
delete[] p;
system("pause");
return 0;
}
=>第一维row的长度：3
第二维col的长度：4
p[0][0]=0; p[0][1]=1; p[0][2]=2; p[0][3]=3;
p[1][0]=0; p[1][1]=1; p[1][2]=2; p[1][3]=3;
p[2][0]=0; p[2][1]=1; p[2][2]=2; p[2][3]=3;

三维动态数组的创建与删除：

#include<iostream>

using namespace std;
int main()
{
int row;//由于是动态分配数组内存空间，因此无需用常量，第一维row的长度
int col;//由于是动态分配数组内存空间，因此无需用常量，第二维col的长度
int height;//由于是动态分配数组内存空间，因此无需用常量，第三维height的长度
cout<<"第一维row的长度：";
cin>>row;
cout<<"第二维col的长度：";
cin>>col;
cout<<"第三维height的长度：";
cin>>height;
int ***p = new int**[row];//new动态分配数组内存，二维动态数组，申请第一维的空间row
for (int i=0; i<row; i++)
{
p[i] = new int*[col];
for (int j=0; j<col; j++)
{
p[i][j] = new int[height];
for (int k=0; k<height; k++)
{
p[i][j][k] = k;
}
}
}
for (int i=0; i<row; i++)
{
for (int j=0; j<col; j++)
{
for (int k=0; k<height; k++)
{
cout<<"p["<<i<<"]["<<j<<"]["<<k<<"]="<<p[i][j][k]<<"; ";
}
cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
//释放数组内存
for(int i=0; i<row; i++)
{
for(int j=0; j<col; j++)
{
delete[] p[i][j];
}
}
for(int i=0; i<row; i++)
{
delete[] p[i];
}
delete[] p;
system("pause");
return 0;
}
=>第一维row的长度：3
第二维col的长度：4
第三维height的长度：5
p[0][0][0]=0; p[0][0][1]=1; p[0][0][2]=2; p[0][0][3]=3; p[0][0][4]=4;
p[0][1][0]=0; p[0][1][1]=1; p[0][1][2]=2; p[0][1][3]=3; p[0][1][4]=4;
p[0][2][0]=0; p[0][2][1]=1; p[0][2][2]=2; p[0][2][3]=3; p[0][2][4]=4;
p[0][3][0]=0; p[0][3][1]=1; p[0][3][2]=2; p[0][3][3]=3; p[0][3][4]=4;
p[1][0][0]=0; p[1][0][1]=1; p[1][0][2]=2; p[1][0][3]=3; p[1][0][4]=4;
p[1][1][0]=0; p[1][1][1]=1; p[1][1][2]=2; p[1][1][3]=3; p[1][1][4]=4;
p[1][2][0]=0; p[1][2][1]=1; p[1][2][2]=2; p[1][2][3]=3; p[1][2][4]=4;
p[1][3][0]=0; p[1][3][1]=1; p[1][3][2]=2; p[1][3][3]=3; p[1][3][4]=4;
p[2][0][0]=0; p[2][0][1]=1; p[2][0][2]=2; p[2][0][3]=3; p[2][0][4]=4;
p[2][1][0]=0; p[2][1][1]=1; p[2][1][2]=2; p[2][1][3]=3; p[2][1][4]=4;
p[2][2][0]=0; p[2][2][1]=1; p[2][2][2]=2; p[2][2][3]=3; p[2][2][4]=4;
p[2][3][0]=0; p[2][3][1]=1; p[2][3][2]=2; p[2][3][3]=3; p[2][3][4]=4;

参考文献：

[1] 百度搜索关键字：C++数组、动态数组、多维动态数组的创建与删除