C++ 指標與參考深度解析 (三)：空指標與動態記憶體配置

16.5 空指標

記得如何將字元或字串指定為 null 嗎？字串中的空字元 '\0' 代表字串結尾。同理，若指標被指定為空指標，則它不指向任何有效物件。空指標常以 0 或 NULL (C++11 起建議使用 nullptr) 表示，廣泛用於邏輯判斷中檢查指標有效性。

#include <iostream>
int main() {
    int x = 12345;
    int* px = &x;
    while (px) {                    // px 非空 (非 0) 進入迴圈
        std::cout << "指標 px 指向了某些東西\n";
        px = 0;                     // 設為空指標
    }
    std::cout << "指標 px 現在指向空指標!\n";
    return 0;
}

當必須測試指標狀態以確定其是否持有有效位址時，空指標檢查極為實用。

16.6 動態記憶體配置

程式設計師常面臨執行前無法預知所需記憶體大小的情況，這正是動態記憶體配置大顯身手之處。

new 運算子：運行期配置記憶體

除了 & (address-of) 運算子，C++ 提供 new 運算子為特定資料、結構、類別配置記憶體，並以指標形式返回位址。new 作為右值使用：

int n = 10;
SOMETYPE* parray, *pS;
int* pint;

parray = new SOMETYPE[n];  // 配置 n 個 SOMETYPE 陣列
pS = new SOMETYPE;         // 配置單一 SOMETYPE 物件
pint = new int;            // 配置單一 int

透過指標直接管理記憶體區塊，而非透過變數定義，你不再是「中間人」。動態配置讓你在不知陣列確切大小的情況下靈活處理大型資料結構。

delete 運算子：釋放記憶體，防止洩漏

new 配置的記憶體必須顯式釋放，使用 delete (單一物件) 或 delete[] (陣列)：

delete[] parray;  // 釋放陣列 (必須用 delete[])
delete pint;      // 釋放單一 int

鐵律：每個 new 必須配對 delete，否則導致記憶體洩漏，程式長期運行效能下降甚至崩潰。

進階特性

• 刪除空指標安全：delete nullptr; (或 delete 0;) 是合法且無操作的，防止誤刪未配置記憶體。
• 跨函數配置/釋放：new 與 delete 不必在同一函數，可在一個函數配置、另一個函數釋放 (需傳遞指標)，極大靈活性。

下一篇將探討函數返回指標/參考的規則與陷阱，以及完整術語總結。