言語ごとの特徴 · 35
動的メモリ
実行中に決めた大きさだけメモリを借り、使い終わったら必ず返します。
この単元は C++ · C 向けです。
Python・JavaScript・TypeScript・Java・C#・Craykon では、ガベージコレクタがもう使われないオブジェクトを自動で片付けるので、メモリを借りて返すコードは書きません。
入力を読むまで大きさがわからないときは、実行中にヒープ（heap）からメモリを借ります。
下の例は n を読んで n 要素分を借り、数を入れて逆順に出力し、合計を出してから返します。
#include <iostream>#include <vector> int main() { int n; if (!(std::cin >> n) || n <= 0) return 0; std::vector<int> a(n); // n칸을 빌리고, 범위를 벗어나면 저절로 돌려줘요 long long sum = 0; for (int& x : a) { std::cin >> x; sum += x; } for (int i = n - 1; i >= 0; --i) std::cout << a[i] << (i > 0 ? ' ' : '\n'); std::cout << sum << '\n';} // 여기서 a의 소멸자가 메모리를 해제해요 (delete가 필요 없어요)#include <stdio.h>#include <stdlib.h> int main(void) { int n; if (scanf("%d", &n) != 1 || n <= 0) return 0; int *a = malloc(n * sizeof *a); /* 힙에서 n칸을 빌려요 */ if (a == NULL) return 1; /* 못 빌리면 NULL */ long long sum = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { /* i <= n 이면 넘쳐요 */ scanf("%d", &a[i]); sum += a[i]; } for (int i = n - 1; i >= 0; i--) printf("%d%c", a[i], i > 0 ? ' ' : '\n'); printf("%lld\n", sum); free(a); /* 빌린 만큼 한 번 돌려줘요 */ a = NULL; /* 해제한 뒤에 실수로 쓰지 않게 */ return 0;}5 3 1 4 1 5
5 1 4 1 3 14
ポイント
- これまで配列は
int arr[100]のように大きさを先に決めていました。
ヒープなら実行中に決めた大きさだけ借りられます。 - ローカル変数（スタック）は関数が終わると自動で消えます。
ヒープから借りたメモリは自分で返すまで残ります。 - だから関数が終わった後も使う結果を返せます。
その代わり、返すのも自分の仕事です。 - C++ はメモリをオブジェクトの寿命に結びつけます（RAII）。
変数がスコープを出るとデストラクタが返すので、例外が起きても途中でreturnしても解放が漏れません。 gcc -fsanitize=addressでコンパイルすると、リーク、解放後の使用、はみ出しを実行時に捕まえてくれます。
言語ごとの書き方
| C++ | ふつうは std::vector<int> a(n)（0 で埋めた n 要素）。オブジェクト 1 つや大きさの変わらない配列は std::make_unique<int[]>(n) で作る std::unique_ptr — new int[n]／delete[] a もありますが（1 つだけなら delete、組を間違えると未定義動作）、今の C++ ではほとんど直接書きません。int *a = malloc(...) は void * が自動で変換されないので C++ ではコンパイルエラーです |
|---|---|
| C | <stdlib.h> の malloc(n * sizeof *a) — 足りなければ NULL、中身はごみの値。calloc(n, sizeof *a) は 0 で埋め、realloc(a, m * sizeof *a) は場所が移ることがあるので、返された新しいポインタを使います。使い終わったら free(a) |
よくある間違い
free を忘れた
for (int k = 0; k < 1000; k++) {
int *a = malloc(n * sizeof *a);
/* … free(a) がない */
}→ プログラムは普通に動きますが、使うメモリが増え続けます（メモリリーク）
借りるたびに free を 1 つ。
C++ は std::vector に任せます。
解放した後に使った・2 回解放した
free(a);
printf("%d\n", a[0]);
free(a);→ 解放後の使用（use after free）は未定義動作で、古い値がそのまま見えることもあるので、かえって見つけにくくなります。2 回解放（double free）すると glibc はふつう free(): double free detected in tcache 2 と出して止まります
free(a); の後に a = NULL;。
うっかり使うとたいていすぐ落ち、free(NULL) は何もしません。
i <= n で借りた範囲を超えた
int *a = malloc(n * sizeof *a);
for (int i = 0; i <= n; i++)
a[i] = 0;→ 借りた n 要素のすぐ次の a[n] に書き込み、他人のメモリを壊します（バッファオーバーフロー）。その場では何も起きず、ずっと後に関係ない所で落ちることもあります
i < n と書き、-fsanitize=address で確かめます。
言語ごとの違い
借りたものはちょうど1回返します。
借りたものはちょうど1回返します。
malloc・calloc・realloc 1つに free 1つ、new には delete、new[] には delete[] で、C++ ではこの対応づけを std::vector と std::unique_ptr に任せるのがいちばん安全です。