הקצאת זיכרון דינמית ב-C++

Hqz T Zykrwn Dynmyt B C



בדרך כלל, בזמן שימוש בקודי מקור בשפת תכנות C++, מהדר מקצה את הזיכרון באופן ידני למשתנה לאחסון נתונים. אומרים שזו הקצאה של זיכרון סטטי. זהו זיכרון קבוע שלא ניתן לשנות לאחר הכרזתו. עבור סוג זה של הקצאת זיכרון, מערכת ההפעלה משתמשת במחסנית לאחסון נתונים. בהקצאה סטטית, הזיכרון מוקצה לפני שקוד המקור מתחיל לפעול.

ואילו בהקצאת זיכרון דינמית, הזיכרון מוקצה בזמן שהביצוע החל. זיכרון זה מוקצה באופן ידני על ידי המתכנת בזמן ריצה, הידוע גם כהקצאת זיכרון ריצה ב-C++. ניתן לשנות את גודל הזיכרון הדינמי בכל מיקום בתוכנית מכיוון שבזמן ההכרזה, איננו מזכירים גודל שניתן לתקן. אנו מספקים רק את הערך ישירות למשתנה.

הבדל של הקצאת זיכרון למשתנים רגילים

במשתנים רגילים, הזיכרון שמוקצה על ידי מהדר מוקצה ומבוטל באופן אוטומטי. כאשר הזיכרון מוקצה באופן דינמי על ידי המתכנת, אז הוא צריך להסיר או להקצות את הזיכרון כאשר אין לו שום תועלת בהמשך הביצוע של קוד המקור. מצב זה גורם ל'דליפת זיכרון' כאשר התוכנית מסתיימת בזמן שהזיכרון אינו מוקצה.







מפעילים להקצאה דינמית

ב-C++, שני אופרטורים מסייעים בהקצאה והקצאת זיכרון: 'חדש' ו'מחק' המשמשים להקצאה והקצאה של הזיכרון בצורה טובה יותר.



מפעיל חדש

זה מסמל את הדרישה להקצאת זיכרון. המפעיל החדש מאתחל את הזיכרון ומחזיר את הכתובת של אותו זיכרון שהוקצה למשתנה המצביע אם יש מספיק זיכרון זמין.



אובייקט מצביע = חָדָשׁ נתונים - סוּג ;

מחק מפעיל

בדיוק כמו האופרטור החדש, אופרטור מחיקה משמש להסרת הזיכרון שהוקצה. ב-C++, מתכנת יכול להשתמש באופרטור זה לצורך ביטול הקצאה.





# מחק מצביע_משתנה;

דוגמה 1

בדוגמה זו, נציג שני מצביעים: האחד הוא מצביע מסוג מספר שלם והשני הוא מצביע צף. אתחול המצביעים מתבצע באמצעות סימן כוכבית איתם.

# Int * pointInt;
# Float *pointfloat;

על ידי שימוש בשתי המדפסות הללו, נקצה באופן דינמי את הזיכרון.



תפקיד המצביעים בהקצאה דינמית:
זיכרון שטח האחסון מפותח בצורה של בלוקים. בכל פעם שאנו מבצעים תוכנית או מבצעים פעולה כלשהי, הזיכרון מוקצה למטרה הספציפית הזו. לזיכרון הזה יש כתובת מיוחדת שמשויכת לתוכנית המזהה איזה תהליך או תוכנית מותר לזיכרון זה. כל חריץ זיכרון נגיש דרך הכתובת שאליה הוא שייך. אז כתובת זו מאוחסנת דרך המצביעים. בקיצור, אנחנו צריכים מצביעים כדי לגשת לזיכרון ובאותו אופן, להקצות חלק מסוים בזיכרון לכל משימה. יש צורך במצביעים כדי לאחסן כתובות.

מכיוון שמילת המפתח 'חדשה' משמשת להקצאה דינמית של זיכרון בהקצאה ידנית, הזיכרון מוקצה על ידי המהדר. אנחנו לא צריכים להקצות זיכרון בזמן ריצה. אבל מכיוון שההקצאה הדינמית היא אקראית, עלינו לזהות את המצביעים ולתהליך הכריכה נעשה שימוש באופרטור החדש הזה.

# Pointint = int חדש;

באופן דומה, המצביע הצף קשור באופן דומה. לאחר תהליך הכריכה, נקצה כל ערך לזיכרון שנרצה להזמין עבור כל פעולה. על ידי הצהרת המצביע, אנו מקצים ערך ספציפי לזיכרון.

# *pointInt = 50;

כמו כן, מוצהר ערך צף עבור הנקודות הצפות. הצג את הערכים לאחר ההקצאה.

כפי שדיברנו, האופרטור 'חדש' משמש להקצאה בעוד 'מחק' משמש להקצאת זיכרון. אז לאחר שסיימתם את המשימה או הפעולה בקוד, נסיר את הזיכרון שהקצנו למשימה.

עדיף להקצות את החלק הזה של הזיכרון כך שכל תהליך אחר יוכל לנצל זאת. נחיל את ההקצאה הזו על שני המצביעים.

מחק נקודה לָצוּף ;

לאחר שמירת הקוד בעורך הטקסט, מסוף אובונטו מאפשר לך להפעיל את קוד המקור בתוך הקובץ דרך מהדר g++.

$ g++ -o mem mem.c
$ ./ממ

לאחר הביצוע, תראה את הערכים שהוקצו לזיכרון.

דוגמה 2

בדוגמה זו יש מעורבות של אינטראקציה של משתמשים. ניקח משתנה מספר שיכיל ערך מהמשתמש. תוכנית זו תשמור את התוצאה ב-GPA של התלמידים. כל התוצאות יישמרו בזמן הריצה.

כאשר המשתמש מזין את מספר התלמידים, מוקצה זיכרון כנגד כל מספר. כאן מאותחל מצביע מסוג צף שישמש בהקצאת הזיכרון של התוצאות.

אנו לוקחים את המצביע בצוף מכיוון ש-GPA הוא בסימון עשרוני. אנו לוקחים מערך סוג מצביע עבור ה-GPA מכיוון שהוא יכול להוביל למספר תלמידים.

Ptr = חָדָשׁ לָצוּף [ על אחד ]

מערך מצביע זה עם מילת המפתח 'חדשה' יקשר את הביצוע עם הזיכרון. ה-GPA יוזן עבור כל תלמיד. מכיוון שאיננו מכירים את מספר התלמידים שהמשתמש רוצה להוסיף, השתמשנו בלולאת for כדי להזין את ה-GPA עד למספר שהוזן. בכל חזרה על הלולאה, המשתמש מתבקש להזין את התוצאה המזהה את התלמיד. לאחר שמירת התוצאה, נשתמש שוב בלולאה כדי להציג את כל ה-GPAs של התלמידים. בסופו של דבר, מערך סוג המצביע נמחק, שכן מטרת האחסון הדינמי הושגה.

לִמְחוֹק [ ] ptr ;

כעת נבצע את הקוד הנ'ל. המשתמש יתבקש תחילה להזין את מספר התלמידים. לאחר מכן יוזן ה-GPA עבור כל תלמיד.

דוגמה 3

דוגמה זו משתמשת באופרטורים new ומחק עבור אובייקט המחלקה. מחלקה זו מכילה משתנה פרטי מסוג מספר שלם המאחסן את הגיל. בחלק הציבורי של מחלקה, נוצר הבנאי שיאתחל את הגיל למספר '10'. כאן נעשה שימוש בפונקציה נוספת שתציג את הגיל שמאוחל בבנאי.

כעת נלך לתוכנית הראשית להקצאה דינמית. אובייקט המחלקה נוצר באופן דינמי.

סטוּדֶנט * ptr = חָדָשׁ סטוּדֶנט ( ) ;

כאשר האובייקט נוצר, הבנאי ימומש באופן אוטומטי. תתבצע קריאת פונקציה כדי לקבל את הגיל. זה ייעשה באמצעות ה-ptr.

Ptr - > getAge ( ) ;

ובסוף הזיכרון ישתחרר.

סיכום

הקצאת זיכרון דינמי מוקצית בביצוע זמן הריצה על ידי המתכנת במקום אחסון קבוע המזוהה על ידי המהדר. הקצאה זו היא על בסיס אקראי וניתן לבטלה לאחר השימוש בה. בעוד שברוב המקרים, לפני ההסרה, תהליך הביצוע נעצר וההקצאה הדינמית הזו גורמת אז לדליפות הזיכרון. יישמנו תופעה זו בגישות שונות במערכת אובונטו לינוקס באמצעות שפת תכנות C++.