Dynamischer Speicher (new/delete)

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der C++-Journey von Coddy. Lektion 14 von 104.

Nachdem Sie nun Zeiger und Referenzen verstehen, lassen Sie uns diese bei der dynamischen Speicherallokation einsetzen. Die Operatoren new und delete ermöglichen es Ihnen, Objekte zur Laufzeit auf dem Heap zu erstellen und zu zerstören.

Verwenden Sie new, um Speicher zuzuweisen und einen Zeiger darauf zurückzuerhalten:

int* num = new int;        // Einzelnen Integer allozieren
*num = 42;                 // Wert über Zeiger zuweisen

Player* player = new Player("Hero");  // Objekt allozieren

Jedes new muss ein passendes delete haben, um den Speicher freizugeben:

delete num;      // Einzelnes Objekt freigeben
delete player;   // Ruft den Destruktor auf und gibt dann den Speicher frei

Verwenden Sie für Arrays new[] und delete[]:

int* scores = new int[5];    // Array von 5 Integern reservieren
scores[0] = 100;

delete[] scores;             // Array freigeben - beachten Sie die Klammern!

Häufige Fehler, die vermieden werden sollten:

// Speicherleck - Löschen vergessen
int* ptr = new int(10);
ptr = new int(20);    // Zugriff auf die erste Zuweisung verloren!

// Dangling Pointer - Verwendung nach dem Löschen
delete ptr;
*ptr = 5;             // Undefiniertes Verhalten!

// Falsches delete
int* arr = new int[10];
delete arr;           // Falsch! Sollte delete[] sein

Nach dem Löschen sollten Zeiger auf nullptr gesetzt werden, um eine versehentliche Wiederverwendung zu vermeiden. Die manuelle Speicherverwaltung ist fehleranfällig, weshalb modernes C++ Smart Pointer bevorzugt, die wir als Nächstes untersuchen werden.

Aufgabe

Einfach

Lass uns ein einfaches Nachrichtenspeichersystem erstellen, das die dynamische Speicherzuweisung mit new und delete demonstriert.

Du wirst zwei Dateien erstellen, um deinen Code zu organisieren:

MessageBox.h: Definiere eine MessageBox-Klasse, die ein dynamisch verwaltetes Array von Nachrichten verwaltet. Die Klasse sollte Folgendes enthalten:
- Ein privates Zeigerattribut auf ein dynamisch zugewiesenes Array von Zeichenketten
- Eine private Ganzzahl, die die aktuelle Anzahl der Nachrichten erfasst
- Eine private Ganzzahl, die die maximale Kapazität speichert
- Einen Konstruktor, der eine Kapazität entgegennimmt und das Array mithilfe von new[] zuweist
- Einen Destruktor, der den Speicher ordnungsgemäß mithilfe von delete[] freigibt und "MessageBox destroyed" ausgibt
- Eine addMessage(string msg)-Methode, die eine Nachricht hinzufügt, wenn noch Platz vorhanden ist, und bei Erfolg true oder bei voller Kapazität false zurückgibt
- Eine printAll()-Methode, die jede gespeicherte Nachricht in einer eigenen Zeile ausgibt
main.cpp: Lies einen Kapazitätswert und eine Anzahl von Nachrichten aus der Eingabe ein. Lies anschließend diese Anzahl an Nachrichten als Zeichenketten ein. Erstelle eine MessageBox auf dem Heap mithilfe von new, füge alle Nachrichten hinzu, rufe printAll() auf und lösche anschließend die MessageBox ordnungsgemäß, um den Speicher freizugeben.

Das Eingabeformat lautet:

Erste Zeile: die Kapazität (Ganzzahl)
Zweite Zeile: die Anzahl der hinzuzufügenden Nachrichten (Ganzzahl)
Folgende Zeilen: eine Nachricht pro Zeile

Denke daran: Auf jedes new muss ein passendes delete folgen, und auf jedes new[] ein passendes delete[]. Nach dem Löschen ist es gute Praxis, Zeiger auf nullptr zu setzen.

Binde deine Headerdatei in main.cpp mithilfe von #include "MessageBox.h" ein.

Probier es selbst

#include <iostream>
#include <string>
#include "MessageBox.h"
using namespace std;

int main() {
    int capacity;
    int numMessages;
    
    // Kapazität und Anzahl der Nachrichten einlesen
    cin >> capacity;
    cin >> numMessages;
    cin.ignore(); // Den Zeilenumbruch nach der Zahl entfernen
    
    // TODO: Eine MessageBox auf dem Heap mit new erstellen
    
    // TODO: Alle Nachrichten einlesen und zur MessageBox hinzufügen
    for (int i = 0; i < numMessages; i++) {
        string message;
        getline(cin, message);
        // Nachricht zur MessageBox hinzufügen
    }
    
    // TODO: printAll() aufrufen, um alle Nachrichten anzuzeigen
    
    // TODO: Die MessageBox löschen, um Speicher freizugeben
    // Daran denken, den Pointer nach dem Löschen auf nullptr zu setzen
    
    return 0;
}