Question

如果引用数组元素超过其上界，系统编译时会给出错误信息吗？

Answer 1

创建动态数组数组类型的变量有三个重要的限制:数组长度固定不变,在编译时必须知道其长度,数组只在定义它的块语句内存在.实际的程序往往不能忍受这样的限制-------它们需要在运行时动态地分配数组.虽然数组长度是固定的,但动态分配的数组不必在编译时知道其长度,可以(通常也是)在运行时才确定数组长度.与数组变量不同,动态分配的数组将一直存在,知道程序显式释放它为止.每一个程序在执行时都占用一款可用的内存空间,用于存放动态分配的对象,此内存空间称为程序的自由存储区(freestore)或堆(heap).C语言程序使用一对标准库函数malloc和尺型free在自由存储区中分配存储空间,而C++语言则使用new和delete表达式实现相同的功能.1.动态数组的定义数组变量通过指定类型、数组名和维数来定义.而动态分配数组时,只需指定类型和数组长度,不必为数组对象命名,new表达式返回指向新分配数组的第一个元素的指针:int*pia=newint[10];//arrayof10uninitializedints此new表达式分配了一个含有10个int型元素的数组,并返回指向该数组第一个元素的指针,此返回值初始化了指针pia.new表达式需要指定指针类型以及在方括号中给出的数组维数,该维数可以是任意的复杂表达式.创建数组后,new将返回指向数组第一个元素的指针.在自由存储区中创建的数组对象是没有名字的,程序员只能通过其地址间接地访问堆中的对象.2.初始化动态分配的数组动态分配数组时,如果数组元素具有类类型,将使用该类的默认构造函数实现初始化;如果数组元素是内置类型,则无初始化:string*psa=newstring[10];//arrayof10emptystringsint*pia=newint[10];//arrayof10ninitializedints这两个new表达式都分配了含有10个对象的数组.其中第一个数组是string类型,分配了保存对象的内轮轮存空间后,将调用string类型的默认构造函数依次初始化数组中的每个元素.第二个数组则具有内置类型的元素,分配了存储10个int对象的内存空间,但这些元素没有初始化.也可使用跟在数组长度后面的一对空圆括号,对数组元素做值初始化:int*pia2=newint[10]();//arrayof10uninitializedints圆括号要求编译器对数组做值初始化,在本例中即把数组元素都设置为0.-----------------------------------------------------我是无辜的分割线-----------------------------------------------注解:对于动态分配的数组,其元素只能初始化为元素类型的默认值,而不能像数组变量一样,用初始化列表为数组元素提供各不相同的初值.----------------------------------------------------我依然是无辜的分割线---------------------------------------------3.const对象的动态数组如果我们在自由存储区中创建的数组存储了内置类型的const对象,则必须为这个数组提供初始化:因为数组元素都是const对象,无法赋值.实现这个要求的唯一方法是对数组做值的初始化://error:uninitializedconstarrayconstint*pci_bad=newconstint[100];//ok:value-initializedconstarrayconstint*pci_ok=newconstint[100]();C++允许定义类类型的const数组,但该类类型必须提供默认构造函数://ok:arrayof100emptystringsconststring*pcs=newconststring[100];在这里,将使用string类的默认构造函数初始化数组元素.当然,已创建的常量元素不允许修改------因此这样的数组实际上用处不大.4.允许动态分配空数组之所以要动态分配数组,往往是由于编译时并不知道数组的长度.我们可以编写如下代陵桐猜码size_tn=get_size();//get_sizereturnsnumberofelementsneededint*p=newint[n];for(int*q=p;q!=p+n;++q)/*processthearray*/;计算数组长度,然后创建和处理该数组.有趣的是,如果get_size返回0会怎么样?答案是:代码仍然正确执行.C++虽然不允许定义长度为0的数组变量,但明确指出,调用new动态创建长度为0的数组是合法的:chararr[0];//error:cannotdefinezero-lengtharraychar*cp=newchar[0];//ok:butcpcan'tbedereferenced用new动态创建长度为0的数组时,new返回有效的非零指针.该指针与new返回的其他指针不同,不能进行解引用操作,因为它毕竟没有指向任何元素.而允许的操作包括:比较运算,因此该指针能在循环中使用;在该指针上加(减)0,或者减去本身值,得0值.在上述例题中,如果get_size返回0,则仍然可以成功调用new,但是p并没有指向任何对象,数组是空的.因为n为0,所以for循环实际比较的是p和q,而q是用p初始化的,两者具有相等的值,因此for循环条件不成立,循环体一次都没有执行5.动态空间的释放动态分配的内存最后必须进行释放,否则,内存最终将会逐渐耗尽.如果不再需要使用动态创建的数组,程序员必须显式地将其占用的存储空间返还给程序的自由存储区.C++语言为指针提供delete[]表达式释放指针所指向的数组空间:delete[]pia;该语句回收了pia所指向的数组,把相应的内存返还给自由存储区.在关键字delete和指针之间的空方括号对是必不可少的:它告诉编译器该指针指向的是自由存储区中的数组,而并非单个对象.----------------------------------------------我是郁闷的分割线----------------------------------------------------小心:如果遗漏了空方括号对,这是一个编译器无法发现的错误,将导致程序在运行时出错.---------------------------------------------我很郁闷,真的--------------------------------------------------------理论上,回收数组时缺少空方括号对,至少会导致运行时少释放了内存空间,从而产生内存泄漏(memoryleak).对于某些系统和/或元素类型,有可能会带来更严重的运行时错误.因此,在释放动态数组时千万别忘了方括号对.----------------------------------------------------------我是困倦的分割线-------------------------------------C风格字符串与C++的标准库类型string的比较:以下两段程序反映了使用C风格字符串与C++的标准库类型string的不同之处.使用string类型的版本更短、更容易理解,而且出错的可能性更小://C-stylecharacterstringimplementationconstchar*pc="averylongliteralstring";constsize_tlen=strlen(pc+1);//spacetoallocate//performancetestonstringallocationandcopyfor(size_tix=0;ix!=1000000;++ix){char*pc2=newchar[len+1];//allocatethespacestrcpy(pc2,pc);//dothecopyif(strcmp(pc2,pc))//usethenuwstring;//donothingdelete[]pc2;//freethememory}//stringimplementationstringstr("averylongliteralstring");//performancetestonstringallocationandcopyfor(intix=0;ix!=1000000;++ix){stringstr2=str;//dothecopy,automaticallyallocatedif(str!=str2)//usethenewstring;//donothing}//str2isautomaticallyfreed---------------------------------------------------我是困倦的分割线------------------------------------------------------------6.动态数组的使用通常是因为在编译时无法知道数组的维数,所以才需要动态创建该数组.例如,在程序执行过程中,常常使用char*指针指向多个C风格字符串,于是必须根据每个字符串的长度实时地动态分配存储空间.采用这种技术要比建立固定大小的数组安全.如果程序员能够准确计算出运行时需要的数组长度,就不必再担心因数组变量具有固定的长度而造成的溢出问题.假设有以下C风格字符串:constchar*noerr="success";//constchar*err189="Error:afunctiondeclarationmust""specifyafunctionreturntype!";我们想在运行时把这两个字符串中的一个复制给新的字符数组,于是可以用以下程序在运行时计算维数:constchar*errorTxt;if(errorFound)errorTxt=err189;elseerrorTxt=noerr;//rememberthe1fortheterminatingnullintdimension=strlen(errorTxt)+1;char*errMsg=newchar[dimension];//copythetextfortheerrorintoerrMsgstrncpy(errMsg,errorTxt,dimension);别忘记标准库函数strlen返回的是字符串的长度,并不包括字符串结束符,在获得的字符串长度上必须加1以便在动态分配时预留结束符的存储空间.习题4.27假设有下面的new表达式,请问如何释放pa?int*pa=newint[10];delete[]pa;释放pa所指向的数组空间.习题4.28编写程序由从标准输入设备读入的元素数据建立一个int型vector对象,然后动态创建一个与vector对象大小一致的数组,把vector对象的所有元素复制给新数组.//从标准输入设备读入的元素元素数据建立一个int型vector对象//然后动态创建一个与该vector对象大小一致的数组,//把vector对象的所有元素复制给新数组#include#includeusingnamespacestd;intmain(){vectorivec;intival;//读入元素数据并建立vectorcout>ival)ivec.push_back(ival);//动态创建数组int*pia=newint[ivec.size()];//复制元素int*tp=pia;for(vector::iteratoriter=ivec.begin();iter!=ivec.end();++iter,++tp)*tp=*iter;//释放动态数组的内存delete[]pia;return0;}习题4.29对本小节第五条框中的两段程序:a.解释这两个程序实现什么功能?b.平均来说,使用string类型的程序执行速度要比用C风格字符串的快很多,在我们用了五年的PC机上其平均执行速度分别是:user0.47#stringclassuser2.55#C-stylecharacterstring你预计的也一样吗?请说明原因.a.这两段程序的功能是:执行一个循环次数为1000000的循环,在该循环的循环体中:创建一个新字符串,将一个已存在的字符串复制给新字符串,然后比较两个字符串,最后释放新字符串b.使用C风格字符串的程序需要自己管理内存的分配和释放,而使用string类型的程序由系统自动进行内存的分配和释放,因此比使用C风格字符串的程序要简短,执行速度也要快一点习题4.30编写程序连接两个C风格字符串字面值,把结果存储在一个C风格字符串中.然后再编写程序连接两个string类型字符串,这两个string类型字符串与前面C风格字符串字面值具有相同的内容.//连接两个C风格字符串字面值.//把结果存储在一个C风格字符串中#includeintmain(){constchar*cp1="MaryandLinda";constchar*cp2="arefirends";size_tlen=strlen(cp1)+strlen(cp2);char*result_str=newchar[len+1];//动态分配数组strcpy(result_str,cp1);strcat(result_str,cp2);delete[]result_str;return0;}//连接两个string类型字符串#includeusingnamespacestd;intmain(){conststringstr1("MaryandLinda");conststringstr2("arefriends.");stringresult_str;result_str=str1;result_str+=str2;return0;}