C++中初始化动态数组的正确方法

Question

我正在从事一个C++项目，其中频繁出现动态数组。 我想知道使用new运算符初始化动态数组的正确方法是什么？我的同事告诉我，在构造函数中使用new是不好的做法，因为构造函数应该是不容易出错或根本不会失败的构造函数。现在考虑以下示例：我们有两个类，一个比较复杂的State类和一个应该是自解释的StateContainer类。

class State {
private:
 unsigned smth;
public:
 State();
 State( unsigned s );
};

class StateContainer {
private:
 unsigned long nStates;
 State *states;
public:
 StateContainer();
 StateContainer( unsigned long n );
 virtual ~StateContainer();
};

StateContainer::StateContainer() {
 nStates = SOME_DEFINE_N_STATES;
 states = new State[nStates];
 if ( !states ) {
  // Error handling
 }
}

StateContainer::StateContainer( unsigned long n ) {
 nStates = n;
 try {
  states = new State[nStates]
 } catch ( std::bad_alloc &e ) {
  // Error handling
 }
}

StateContainer::~StateContainer() {
 if ( states ) {
  delete[] states;
  states = 0;
 }
}

现在，我有两个问题：

1.) 在构造函数中调用new是否可以，还是最好为State-Array创建一个额外的init()方法？为什么？

2.) 检查new是否成功的最佳方法是什么：

if (!ptr) std::cerr << "new failed."

或者

try { /*new*/ } catch (std::bad_alloc) { /*handling*/ } 

3.) 好的，有三个问题 ;o) 在内部实现上，new 关键字会执行一些操作

ptr = (Struct *)malloc(N*sizeof(Struct));

然后调用构造函数，对吗？

- mefiX

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你不能使用 vector 吗？ - GManNickG

你的同事是错的。在构造函数中使用 new 是完全可以接受的。 - Nathan Ernst

Answer 1

你应该让 std::bad_alloc 异常传播——因为你可能无法采取任何合理的措施。

首先，从构造函数中抛出异常是唯一可靠的信号表明存在问题——如果没有异常，则表示对象已完全构造。因此，仅捕获 std::bad_alloc 将无助于其他可能的异常。

那么你能做些什么来“处理”它，以便其他代码知道并可以适当地做出反应呢？

正确使用异常——让它们传播到可以合理处理它们的位置。

- sharptooth

Answer 2

构造函数的整个目的是构造一个对象，包括初始化。当构造函数执行完成时，对象应该可以使用。这意味着构造函数应该执行任何必要的初始化。

你朋友建议的做法会导致代码难以维护和容易出错，并违反了 C++ 的所有良好实践。他是错误的。

至于动态数组，请使用 std::vector 代替。并且要初始化它，只需向构造函数传递一个参数：

std::vector<int>(10, 20)

将创建一个由10个整数组成的向量，它们都被初始化为值20。

- jalf

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“includes”是什么意思？对我来说，“构造”和“初始化”是同义词。 - fredoverflow

Answer 3

简短回答:
不，你的朋友是错的。构造函数是你进行分配和初始化的地方。我们甚至有一个术语叫做“资源获取即初始化”（RAII）...类在构造函数中作为其初始化的一部分获取资源，并在其析构函数中释放这些获取的资源。 长回答:
考虑以下代码在构造函数中的情况：

member1  = new whatever1[n];
member2  = new whatever2[m];

现在，假设在上面的代码中第二个分配内存的操作抛出了异常，可能是因为whatever2的构造失败并抛出了异常，或者是分配内存失败并抛出了std::bad_alloc异常。结果是你为whatever1分配的内存将会泄漏。

因此，最好使用诸如std::vector之类的容器类：

MyClass::MyClass(std::size_t n, std::size_t m) : member1(n), member2(m) {}
// where member1 and member2 are of type std::vector

当使用类型std::vector时，如果第二次分配失败，则会调用先前std::vector的析构函数，从而释放相应的资源。这可能是你的朋友说你不应该使用new（而应该使用容器类）的意思，在这种情况下，他大多数是正确的...尽管有一些智能指针类，如boost::shared_ptr，它们为您提供了相同的安全保证，您仍然需要使用new，所以他还不完全正确。

请注意，如果您只有一个正在分配的对象/数组，则这不是问题...这是您代码中的情况...您不必担心由于其他分配失败而导致泄漏。此外，我应该补充说明，new要么成功，要么抛出异常；它不会返回NULL，因此检查是无意义的。唯一需要捕获std::bad_alloc的情况是在您被迫进行多个分配（禁止使用std::vector）的情况下，在这种情况下，您需要在处理程序中释放其他资源，但然后重新抛出异常，因为您应该让它传播。

- Michael Aaron Safyan

Answer 4

这不是完整的答案，只是我的个人看法：

1：我会在构造函数中使用new，但对于动态数组，STL是更好的选择。

2：new的常规错误处理是引发异常，因此检查返回的指针是无用的。

3：不要忘记new运算符，让故事变得更有趣一些。

- stefaanv

Answer 5

你的朋友有一定道理。然而，在构造函数中进行内存预留并在析构函数中进行释放是常见做法。

构造函数中可能失败的方法存在问题：构造函数没有传统的方式通知调用者出现了问题。调用者期望得到一个没有任何损坏的对象实例。

解决这个问题的方法是抛出/传播异常。异常总是可以通过并且可以由调用者处理。

- ypnos

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你的回答有矛盾之处；你说没有传统的通知用户错误的方式，然后又描述了一种。 - Terry Mahaffey

异常并不受欢迎，大多数C++只在必要时使用它们。在他们的“传统”思维中，没有异常的位置，这就是为什么他们不将其视为通知用户的一种方式。 - ypnos

Answer 6

1. 如果您正在寻找返回类型，即函数必须返回状态，则使用单独的函数（init()）来分配内存。

   如果您将在所有成员函数中检查内存是否已分配并检查NULL条件，则应在构造函数中分配内存。

2. 异常处理（即try...catch）是更好的选择。

3. 除了调用构造函数之外，“this”指针也被初始化。

- Ramakrishna