在C++中有没有一种方法可以扩展动态内存数组？

Question

有没有一种方法可以扩展动态内存数组？就像这样：

int *a = new int[5];
*a = new int[2];

这合法吗？

- Taru

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当然，那段代码是合法的，但它可能并不会按照你的期望运作。 - Bwmat

请使用std::vector<int>。 - GManNickG

实际上，这是不合法的，从int *到int没有隐式转换。 - Matteo Italia

通常情况下，您需要将现有内容复制到一个临时变量中，然后创建一个具有新扩展大小的数组，然后使用临时变量的值初始化新数组。最后，您删除您的临时变量。例如，这就是std::vector在内部工作的方式。 - FailedDev

我同意 @GMan 的观点，std::vector<T> 提供了自动调整大小的功能，您无需担心。与 C 语言中的 realloc() 函数不同，C++ 中没有标准构造函数可重新分配使用 new 分配的内存，因此通常情况下需要使用 new 分配更多内存，将旧数据块中的数据复制到新块中，然后释放旧指针使用 delete。 - wkl

Answer 1

你无法扩展这种类型的动态内存数组。但如果你需要这个功能，可以使用malloc和realloc，但我建议不要这样做，而是建议包含<vector>并使用std::vector。它有一个resize方法。

另外，你描述的代码将无法编译。以下代码可以编译：

1: int *a = new int[5];
2: a = new int[2];

上述代码将分配两个内存块，但都不会被销毁。第二行仅仅是将一个新的数组赋给了同一个 int *a 指针。当一个已分配的内存不再被任何指针引用时，就称为内存泄漏。上述代码丢失了对 new int[5] 的所有引用，并且没有办法将此内存释放回操作系统。

虽然这不是很实际的例子，但有多种方法可以调整数组/向量的大小。由于通常需要增加数组大小，因此我会这样做：

{ // C++ vector on the stack (although internally vector uses memory from the heap)
    std::vector<int> a(1024);
    // do smth
    a.resize(4096); // note: this does not always reallocate
    // do smth else
}

{ // C++ everything on the heap
    std::vector<int> *a = new std::vector<int>(1024);
    // do smth
    a->resize(4096); // note: this does not always reallocate
    // do smth else
    delete a;
}

{ // C style
    int *a = (int*)malloc(1024*sizeof(int));
    // do smth
    a = realloc(a, 4096*sizeof(int));
    // do smth else
    free(a);
}

值得注意的是，realloc并没有进行任何智能处理。 它所做的只是：

• 分配新的内存块malloc
• 将数据从旧的内存块复制到新的内存块memcpy
• 释放旧的内存块free
• 返回新的内存块

- RushPL

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值得指出的是，std::vector 将使用复制/移动运算符，而任何 C 风格的版本对于非 POD 类型会产生未定义行为。 - spraff

"// C++ everything on the heap" 这个部分的目的是什么？ - GManNickG

只是实现同一目的的不同方式。也许在后面跟着“delete”就没有太多意义了，但通常情况下，您有时会使用“new”来创建向量，您同意吗？ - RushPL

@RushPL：不经常，我想不出有过这样的时候。 - GManNickG

C++11 最近才添加了适当传递底层分配指针的方法 - 请参见 http://en.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11#Rvalue_references_and_move_constructors 在 C++98 中，通过值传递这样的对象通常会不必要地复制内存。 - RushPL

C语言风格有一个bug -- malloc需要使用free释放内存，而不是delete。 - Robᵩ

Answer 2

你可以扩展一个数组，但是你需要注意复制内容和释放旧数组（顺便说一下，你的代码除了语法错误外还缩小了数组）。

这正是 std::vector 的工作方式，只不过你不需要关心。

所以基本上，已经分配了 int *a，需要发生的事情就像这样：

{
    std::unique_ptr<int[]> d(a);
    a = new int[desired_new_size];
    for(unsigned int i = 0; i < min_old_size_and_new_size; ++i)
        a[i] = d[i];
}

请注意，严格来说，“扩展”数组从未真正扩展过，而是用另一个更大的数组替换它（对于提供相同功能的任何容器也是如此）。但是，对于稍后使用指针的任何代码来说，这是透明的，没有人会知道。

如上所述，您不应将realloc（或任何其他C内存分配函数）与由operator new和delete（或new[]和delete[]）分配或释放的内存组合使用。

这可能有效（通常会），但在概念上是错误的，如果不崩溃，则纯粹是运气（未知的实现细节）。

- Damon