C++动态数组扩容与指针操作(扩容.数组.指针.操作.动态...)

wufei123 发布于 2025-09-17 阅读(11)
动态数组扩容需手动申请新内存、复制数据、释放旧内存并更新指针,如使用 new 和 delete[] 操作;直接操作指针易引发越界、重复释放或内存泄漏等问题;推荐使用 std::vector 等标准库容器实现自动内存管理,兼顾安全与效率。

c++动态数组扩容与指针操作

在C++中,动态数组的扩容和指针操作是内存管理中的核心内容。直接使用原始指针对动态数组进行手动管理虽然灵活,但也容易出错。理解其原理和正确操作方式对编写高效、安全的代码至关重要。

动态数组的创建与基本操作

使用 new 关键字可以在堆上分配内存,创建动态数组:

int* arr = new int[5]; // 创建长度为5的整型数组

此时 arr 是指向数组首元素的指针,可通过下标访问元素:

arr[0] = 10; *(arr + 1) = 20; // 等价于 arr[1]

注意:必须用 delete[] 释放内存,避免泄漏:

delete[] arr; arr = nullptr; // 避免悬空指针 手动实现数组扩容

C++原始数组不支持自动扩容,需手动实现。步骤如下:

  • 申请一块更大的内存空间(例如原大小的2倍)
  • 将旧数据逐个复制到新空间
  • 释放旧内存
  • 更新指针指向新地址

示例代码:

int* oldArr = new int[5]{1,2,3,4,5}; int* newArr = new int[10]{}; // 扩容到10

for(int i = 0; i < 5; ++i) { newArr[i] = oldArr[i]; }

delete[] oldArr; oldArr = newArr; // 指针指向新数组

指针操作的常见陷阱

使用指针操作动态数组时,有几个关键点需要注意:

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  • 不要越界访问,否则会引发未定义行为
  • 扩容后原指针失效,必须更新指向新地址
  • 重复释放同一块内存会导致程序崩溃
  • 忘记释放会造成内存泄漏

建议每次 new[] 后明确配对 delete[],并在释放后将指针置空。

更安全的替代方案

虽然手动管理指针能加深对内存的理解,但在实际开发中推荐使用标准库容器:

  • std::vector:自动管理内存,支持动态扩容
  • std::unique_ptr<T[]>:智能指针,自动释放数组内存
  • std::array:固定大小,栈上分配,更高效

例如,用 vector 替代手动扩容:

std::vector vec = {1,2,3}; vec.push_back(4); // 自动扩容

既简洁又安全。

基本上就这些。掌握原始指针操作有助于理解底层机制,但日常开发优先考虑 RAII 和标准库工具。

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