从 C++ 结构中包含的指针数组动态分配和访问内存

Question

抱歉 super-lengthy 标题，但是......它确实说得具体......无论如何！我正在制作一种旨在解决 sliding-block 益智游戏的算法。为此，我需要在节点中存储游戏板的所有可能变体。每个游戏板状态都存储在一个节点中，该节点还包含指向其 parent（即其当前状态之前的状态）及其所有 children（从其当前状态可用的所有可能状态）的指针。这是我构建的节点结构：

struct node
{
    //Attributes
    char gameBoardState[5][4];
    node* parent;
    int numChildren;
    node* childArray[10];

    //Constructor
    node(char pGameState[][4], node* pParent = NULL, int pNumChildren = 0, node* pChildArray[] = NULL)
    {
        //For each row i
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            //For each column j
            for (int j = 0; j < 4; j++)
            {
                //Set each block equal to this
                gameBoardState[i][j] = pGameState[i][j];
            }
        }
    }
};

我的问题出在这部分代码中，纯粹是为了测试我是否可以正确访问数据等而设计的（我已经设计了实际移动这些部分的功能，但尚未实现它们）：

//Sample board state
char sampleBoard[5][4];
char sampleBoard2[5][4];
//Sample character
char sample = 'a';
char sample2 = 'z';
//Initialize the sample board
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    for (int j = 0; j < 4; j++)
    {
        sampleBoard[i][j] = sample;
        sampleBoard2[i][j] = sample2;
        sample++;
        sample2--;
    }
}

//Test
cout << "\n\nERROR BEGINS\n\n";

//Create first node
node top = node(sampleBoard);
//Create a child node
top.childArray[top.numChildren] = new node(sampleBoard2, &top);

//Test
cout << "\n\nERROR ENDS\n\n";

无论出于何种原因，错误注释之间的行都会产生内存访问错误。我看过各种关于指针、数组、结构及其组合的 C++ 教程。我还尝试在 "new node" 调用中省略“&top”；没有帮助。我只是没有看到我的代码是如何在内存访问中产生这个错误的。我还在这里查看了十几个答案，尽管其中 none 的解决方案似乎适用于我的情况。我觉得我错过了一些相当明显的东西。任何帮助，即使它只是重定向到我不知何故忽略的有效答案？提前致谢！

Answer 1

问题其实很简单，你没有初始化numChildren。

因此，尝试说 top.childArray[top.numChildren] ... 可能会导致 numChildren 计算出一些荒谬的（可能是负数）数字。

这里更大的问题是您的代码设计不当。它非常类似于 C，因为您使用了很多原始指针和数组，其中大小信息是分开的。此外，跟踪这些指针的生命周期的责任在你身上，而不是自动发生。

我建议您考虑使用 std::vector and std::string 重构您的代码，它提供索引操作以及 .size()，您的代码将变得更加安全。

您还可以将 char gameBoardState[5][4]; 封装到可以在构建时任意大小的 class GameBoard（像以前一样使用 vector）。这样做的额外好处是，如果您决定使用不同的游戏板进行测试，则无需到处更改代码。

Answer 2

在

top.childArray[top.numChildren] = new node(sampleBoard2, &top);

numChildren 从未初始化。这意味着它有一些垃圾价值。它很可能是 [0, 9] 之外的值，因此您正在访问不属于您的内存，即 UB 并且 will/can 会导致内存访问错误。

从 C++ 结构中包含的指针数组动态分配和访问内存

Dynamically allocating and accessing memory from an array of pointers contained within a struct in C++

c++

arrays

struct

pointers

runtime-error