C++函数中动态分配内存——新手问题

Question

我正在调查一个内存泄漏问题，从我的观察来看，问题是这样的：

int main(){
    char *cp = 0;
    func(cp);
    //code
    delete[] cp;
}

void func(char *cp){
    cp = new char[100];
}

//code注释处，我原本期望cp指向已分配的内存，但它仍然是一个空指针，意味着我从未删除这段内存。我做错了什么？

- user234885

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我猜测 cbuf 应该是 cp 才对？ - GManNickG

如何发布真实的代码？除非代码是剪切和粘贴的，否则您可能会添加错误。这只会让事情变得更加困难，最终我们还要解决类似“cbuf -> cp”的剪切和粘贴错误问题。 - Martin York

抱歉，我会记住的。是的，cbuf应该是cp。 - user234885

Answer 1

您正在将 cp 赋值为分配的内存的值。然而，这是一个在堆栈上的变量：是主函数中 cp 的副本！cp 局限于您当前所在的函数。

您想要的是一个引用:

void func(char *& cp)

这将会将cp作为传递进来的参数进行别名处理。

- GManNickG

Answer 2

void func(char *cp){
    cp = new char[100];
}

在这个函数中，char *cp是通过“拷贝”传递的指针，这意味着它们指向同一个内存地址，但它们不是同一个指针。当你在函数内部改变指针，使其指向其他地方时，原来传递的指针将继续指向0。

- Andre Pena

Answer 3

参数cp是函数的局部变量——更改它不会影响函数外的任何内容。更好的编写函数的方式是：

char * func(){
    return new char[100];
}

虽然与您的问题直接无关，但您应该使用std::string和std::vector而不是动态分配数组。

- anon

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哦，两个踩。虽然我并不是特别在意，但其他人可能会受益于知道这个答案的问题所在。 - anon

我没有看到任何问题。如果你要指出像你提到的C++特性这样的东西，我认为最好也加上一个关于不硬编码数组大小的部分。此外，如果你要使用这些特定的特性，你可能想通过引用传递一个指针来创建它，或者通过引用传递一个已经创建的指针来避免复制构造函数的惩罚...但是这个答案真的没有什么问题。 - San Jacinto

指针没有复制构造函数。 - anon

当我提到“你提到的C++特性”时，我指的是std::String和std::vector。我回复时可能有些混淆，对此很抱歉。针对你所拥有的，我会建议添加“不要硬编码...”，其余部分则是指“C++特性”。 - San Jacinto

Answer 4

虽然引用在提供直观抽象方面非常出色，而C++11的右值引用进一步增强了函数链接（和其他深奥的编码），但可以争论它们是否提供任何安全性（参见为什么引用被认为比指针更安全）。 在需要在ansi c和c ++中维护类似代码库的情况下，最好使用指向指针函数参数来解决上述问题。

#include <iostream>

using namespace std;

void func(char ** cp) {
    *cp = new char[100];
    //do something useful
    (*cp)[0] = 'A';
}

void func(char *& cp) {
    cp = new char[100];
    //do something useful
    cp[0] = 'B';
}

int main(int argc, char** argv) {
    char * cp;
    //pointer to pointer
    func(&cp);
    cout << "Index 0 : " << cp[0] << '\n' << flush;
    delete[] cp; //remember to delete!!
    //pointer to ref
    func(cp);
    cout << "Index 0: " << cp[0] << '\n' << flush;
    delete[] cp;
    return 0;
}

当然，超出实例化函数范围的内存资源处理违反了RAII。

- claydonkey

Answer 5

你传递的是cbuf，而不是cp。

- Skilldrick

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即使他传递了*cp，但在//代码之后它仍将指向0。 - Andre Pena

这并不重要，因为你也是按值传递它。 - mob

Answer 6

函数只是改变了cp的一个副本。应该使用引用代替。

- Jesse Emond

Answer 7

如GMan和Neil所提到的，为了使其工作，您需要将func更改为：

char* func();

或

void func(char*& p);

这将解决您的直接问题。

然而，存在维护问题。在任一情况下，func都返回指针。对于func的用户不清楚的是，返回的指针必须被删除。因此，除非100%必要，通常避免使用此结构。相反：

1. 帮助用户分配正确数量的内存，然后将其传递给func 2. 使用对象来存储分配的内存。当对象被销毁时，该对象可以删除字符数组。

因此，对于C++代码，我建议：

class CBuf
{
public
    CBuf() 
    {
        iBuf = new char[100];
    }
    ~CBuf
    {
        delete[] iBuf;
    }
    char* func()
    {
        //do stuff;
        return iBuf;
    }
private:
    char* iBuf;
};

int main()
    {
    CBuf cb;
    char* mychar = cb.func();
    //do stuff with character array

    //destructor gets called here because cb goes out of scope
    }

然而，在C编程中，有时候必须要有某种函数来创建数组。因此，在C编程中，你可以用CreateCBuf和DestroyCBuf函数替换析构函数。这样，你的库的用户就会知道返回的缓冲区需要被销毁。

- doron

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std:vector很好用，它可以为你处理所有的内存管理。在OP的例子中问题在于所有权非常不清晰。 - doron