Оператор C++ new позволяет вашим программам распределять память во время выполнения. Для использования оператора new вам необходимо указать количество байтов памяти, которое требуется программе. Предположим, например, что вашей программе необходим 50-байтный массив. Используя оператор new, вы можете заказать эту память, как показано ниже:
char *buffer = new char[50];
Говоря кратко, если оператор new успешно выделяет память, он возвращает указатель на начало области этой памяти. В данном случае, поскольку программа распределяет память для хранения массива символов, она присваивает возвращаемый указатель переменной, определенной как указатель на тип char. Если оператор new не может выделить запрашиваемый вами объем памяти, он возвратит NULL-указатель, который содержит значение 0. Каждый раз, когда ваши программы динамически распределяют память с использованием оператора new, они должны проверять возвращаемое оператором new значение, чтобы определить, не равно ли оно NULL.
Зачем необходимо динамически распределять память с использованием new
Многие программы интенсивно используют массивы для хранения множества значений определенного типа. При проектировании своих программ программисты обычно пытаются объявить массивы с размерами, достаточными для удовлетворения будущих потребностей программы. К сожалению, если случится так, что потребности программы когда-нибудь превысят подобные ожидания программиста, то кому-то придется редактировать и перекомпилировать такую программу.
Вместо редактирования и перекомпилирования программ, которые просто запрашивают память с запасом, вам следует создавать свои программы таким образом, чтобы они распределяли требуемую им память динамически во время выполнения, используя оператор new. В этом случае ваши программы могут адаптировать использование памяти в соответствии с вашими изменившимися потребностями, избавляя вас от необходимости редактировать и перекомпилировать программу.
Например, следующая программа USE_NEW.CPP использует оператор new для получения указателя на 100-байтный массив:
#include <iostream.h>
void main(void)
{
char *pointer = new char[100];
if (pointer != NULL) cout << "Память успешно выделена" << endl;
else cout << "Ошибка выделения памяти" << endl;
}
Как видите, программа сразу проверяет значение, присвоенное оператором new переменной-указателю. Если указатель содержит значение NULL, значит new не смог выделить запрашиваемый объем памяти. Если же указатель содержит не NULL, следовательно, new успешно выделил память и указатель содержит адрес начала блока памяти.
Если new не может удовлетворить запрос на память, он возвратит NULL
При использовании оператора new для выделения памяти может случиться так, что ваш запрос не может быть удовлетворен, поскольку нет достаточного объема свободной памяти. Если оператор new не способен выделить требуемую память, он присваивает указателю значение NULL. Проверяя значение указателя, как показано в предыдущей программе, вы можете определить, был ли удовлетворен запрос на память. Например, следующий оператор использует new для распределения памяти под массив из 500 значений с плавающей точкой:
float *array = new float[100];
Чтобы определить, выделил ли оператор new память, ваша программа должна сравнить значение указателя с NULL, как показано ниже:
if (array != NULL) cout << "Память выделена успешно" << endl;
else cout << "new не может выделить память" << endl;
Предыдущая программа использовала оператор new для выделения 100 байт памяти. Поскольку эта программа "жестко закодирована" на объем требуемой памяти, возможно, вам потребуется ее редактировать и перекомпилировать, если возникнет необходимость, чтобы программа выделила меньше или больше памяти. Как уже кратко обсуждалось, одна из причин для динамического распределения памяти состоит в том, чтобы избавиться от необходимости редактировать и перекомпилировать программу при изменении требований к объему памяти. Следующая программа ASK_MEM.CPP запрашивает у пользователя количество байт памяти, которое необходимо выделить, и затем распределяет память, используя оператор new:
#include <iostream.h>
void main(void)
{
int size;
char *pointer;
cout << "Введите размер массива, до 30000: ";
cin >> size;
if (size <= 30000)
{
pointer = new char[size];
if (pointer != NULL) cout << "Память выделена успешно" << endl;
else cout << "Невозможно выделить память" << endl;
}
}
Когда ваши программы используют оператор new для динамического распределения памяти, то вполне вероятно, что они сами знают, сколько памяти необходимо выделить. Например, если программа распределяет память для хранения информации о служащих, она, возможно, сохранила количество служащих в файле. Следовательно, при запуске она может прочитать количество служащих из файла, а затем выделить соответствующее количество памяти.
Следующая программа NOMEMORY.CPP выделяет каждый раз память для 10000 символов до тех пор, пока оператор new не сможет больше выделить память из свободной памяти. Другими словами, эта программа удерживает выделенную память, пока не использует всю доступную свободную память. Если программа успешно выделяет память, она извещает об этом сообщением. Если память больше не может быть выделена, программа выводит сообщение об ошибке и завершается:
#include <iostream.h>
void main(void)
{
char * pointer;
do
{
pointer = new char[10000];
if (pointer != NULL) cout << "Выделено 10000 байт" << endl;
else cout << "Больше нет памяти" << endl;
} while (pointer 1= NULL);
}
Замечание: Если выработаете в среде MS-DOS, то, возможно, будете удивлены тем, что свободная память исчерпается после того, как программа выделит 64 Кбайт, Большинство работающих в MS-DOS компиляторов C++ по умолчанию используют малую модель памяти, которая обеспечивает только 64 К6aйm свободной памяти. Аналогично, если вы используете среду MS-DOS, то наибольшая область памяти, к которой могут обратиться ваши программы, может быть ограничена 64Кбайт.
О свободной памяти
Каждый раз при запуске вашей программы компилятор C++ устанавливает отдельную область неиспользуемой памяти, которая называется свободной памятью. Используя оператор new, ваша программа может выделить память из этой свободной памяти во время выполнения. Используя свободную память для распределения требуемой памяти, ваши программы не стеснены фиксированными размерами массивов. Размер свободной памяти может изменяться в зависимости от вашей операционной системы и модели памяти компилятора. Если увеличивается количество динамической памяти, требуемой вашими программами, вам необходимо убедиться, что вас не сдерживают ограничения свободной памяти вашей системы.