C++数组与指针中数组与指针的内存分配规则(数组.指针.分配.内存.规则...)

wufei123 发布于 2025-09-11 阅读(1)
数组在编译时于栈或静态区分配固定内存,而指针是存储地址的变量,可指向堆、栈或静态区内存;数组名是常量指针,不可修改,sizeof返回整个数组大小,指针则需手动管理动态内存,现代C++推荐使用std::vector或std::array以提升安全性和效率。

c++数组与指针中数组与指针的内存分配规则

在C++中,数组与指针看似相似,但它们的内存分配规则和底层行为有本质区别。理解这些规则有助于避免常见错误,提升程序效率和安全性。

数组的内存分配规则

数组在声明时会在特定内存区域(栈或静态存储区)分配一块连续的内存空间,大小在编译时确定(除非是动态数组)。

例如:

int arr[5]; // 在栈上分配20字节(假设int为4字节)

这行代码会在栈上为5个int类型元素分配连续内存。数组名arr是这块内存的首地址,它是一个常量指针,不能被修改指向。

如果是全局或静态数组,则分配在静态存储区:

static int globalArr[10]; // 静态存储区

这类数组的生命周期贯穿整个程序运行期。

指针的内存分配规则

指针本身是一个变量,存储的是地址,它有自己的内存空间(通常为8字节,在64位系统上),而它指向的内存可能是栈、堆或静态区。

例如:

int* ptr = new int[5]; // 指针变量在栈上,指向堆上分配的内存

这里ptr本身在栈上,但它指向的数组是在堆上动态分配的。程序员需手动调用delete[]释放内存,否则会造成内存泄漏。

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指针也可以指向栈上数组:

int data[5]; int* p = data; // p指向栈上数组首元素

此时无需手动释放,data随作用域结束自动销毁。

数组与指针的等价性与区别

在表达式中,数组名通常会被“退化”为指向首元素的指针,这导致数组和指针在某些场景下表现相似:

  • arr[i] 和 *(ptr + i) 都通过偏移访问元素
  • 函数参数中int arr[] 实际等价于 int* arr

但本质不同:

  • sizeof(arr) 返回整个数组字节数,而 sizeof(ptr) 只返回指针本身大小
  • 不能对数组名赋值(arr = ptr 非法),因为数组名是地址常量
  • 数组有确定长度,指针没有内置长度信息
动态数组与内存管理

使用new创建的数组分配在堆上:

double* darr = new double[100];

必须用delete[]释放:

delete[] darr; darr = nullptr; // 避免悬空指针

现代C++推荐使用std::vectorstd::array替代原生数组和裸指针,它们自动管理内存,更安全。

基本上就这些。理解数组在栈/静态区的固定分配,以及指针可能指向堆、栈或静态内存的不同情况,是掌握C++内存模型的关键。不要混淆指针变量本身的存储位置和它指向的内存位置。不复杂但容易忽略。

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