C++ pointer/for-loop 混乱

Question

我正在尝试编写一个程序，使用指针从 cin 中读取值，然后输出这些值及其在数组中的位置。我不明白为什么 printNumbers1 有效但 printNumbers2 无效。这是程序（底部附近的相关代码）：

#include <iostream>

using namespace std;

int *readNumbers(int);
void printNumbers1(int*);
void printNumbers2(int*);

int main()
{
    int *numbers = readNumbers(5);
    printNumbers1(numbers);
    printNumbers2(numbers);
    return 0;
}

int *readNumbers(int n)
{
    int a[n];
    int *numbers;
    numbers = &a[0];
    for (int i=0; i<n; i++)
    {
        cin >> *(numbers+i);
    }

    return numbers;
}

void printNumbers1(int *numbers)
{
    cout << 0 << ' ' << *(numbers) << endl
         << 1 << ' ' << *(numbers+1) << endl
         << 2 << ' ' << *(numbers+2) << endl
         << 3 << ' ' << *(numbers+3) << endl
         << 4 << ' ' << *(numbers+4) << endl;
}

void printNumbers2(int *numbers)
{
    for (int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << i << ' ' << *(numbers+i) << endl;
    }
}

当我运行程序时，它按 printNumbers1 的预期工作，但为 printNumbers2 输出看似随机数和 0 的组合。我觉得这两个 printNumbers 函数应该具有相同的功能，但事实并非如此。我错过了什么？

Answer 1

发生这种情况是因为两件事的结合：

C++ 不允许可变长度数组 - 这是一个流行的扩展，但声明 int a[n] 不标准。
您不能 return 从函数指向局部变量的指针 - readNumbers 中的指针 numbers 指向 a , 一个局部变量。您可以在函数内部使用此指针，但在函数外部它变得无效，因为 a 超出范围。

使用范围外的变量会导致未定义的行为。 This Q&A 很好地解释了正在发生的事情，以及为什么程序看起来运行良好。

如果你想使用内置指针，去掉int a[n]，然后改变numbers的声明如下：

int *numbers = new int[n];

您还需要添加

delete[] numbers;

在 return 0 行之前以避免内存泄漏。

我假设您在学习练习中编写了这段代码。不过，一般来说，C++ 中更好的方法是使用 std::vector<int>，它在代码中隐藏指针操作，并为您处理资源管理。

Answer 2

readNumbers returns 一个指向具有自动存储持续时间的变量的指针。

取消引用该指针的行为未定义。

改用std::vector。依靠 return 值优化来避免获取任何多余的值副本。

Answer 3

这里你在函数内部创建了数组a[n]，所以它是一个局部变量，因此这个数组可能会也可能不会在函数范围ends.Never使用地址后被删除函数外的局部变量。此代码有效：

#include <iostream>

using namespace std;

int *readNumbers(int);
void printNumbers1(int*);
void printNumbers2(int*);

int main()
{
    int *numbers = readNumbers(5);
    printNumbers1(numbers);
    printNumbers2(numbers);
    return 0;
}

int *numbers;

int *readNumbers(int n)
{

    numbers = new int[n];
    for (int i=0; i<n; i++)
    {
         cin >> *(numbers+i);
    }

    return numbers;
}

void printNumbers1(int *numbers)
{ 
cout << 0 << ' ' << *(numbers) << endl
     << 1 << ' ' << *(numbers+1) << endl
     << 2 << ' ' << *(numbers+2) << endl
     << 3 << ' ' << *(numbers+3) << endl
     << 4 << ' ' << *(numbers+4) << endl;
}

void printNumbers2(int *numbers)
{
for (int i=0; i<5; i++)
{
    cout << i << ' ' << *(numbers+i) << endl;
}
}

C++ pointer/for-loop 混乱

C++ pointer/for-loop confusion

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