使用指针向量的问题（附代码）C++（以及对其使用便利性的怀疑）

Question

首先，如您所见，我是 C++ 的菜鸟。我相信你可以教我一些东西。

我在使用一个小示例代码来适应指针和指针向量时遇到问题，我怀疑在我的案例中使用指针向量是否方便。

1.) 使用方便: 我正在写一个小的C++软件。在此软件中，用户可以通过 GUI 创建某些对象（称为模块），其中包含未定义数量的不同参数（它们可能很多）。对于 performance/saving 内存的抖动，我认为它的管理有一个指向它们的指针向量，而不是在一个向量中分配对象本身。用户也可以删除这些对象（模块）。 在这种情况下使用指针向量是否明智？ 我也考虑过使用对它们的引用，但我发现我应该使用引用包装器。

2.) 具体示例：在接下来的段落中找到一个简单代码的示例，我正在使用它来练习指针和指针向量的使用。

文件NumberClass.h

#ifndef NUNMBERCLASS_H
#define NUNMBERCLASS_H

class Number{
    private:
        int n;

    public:
        Number();
        Number(int n);
        int square();
        int getNumber();
};

#endif

文件NumberClass.cpp

#include "NumberClass.h"

Number::Number(){n=0;}
Number::Number(int m){n=m;}
int Number::square(){return (n*n);}
int Number::getNumber(){return n;}

文件NumbersContainerClass.h

#ifndef NUMBERSCONTAINERCLASS_H
#define NUMBERSCONTAINERCLASS_H
#include <vector>
#include "NumberClass.h"

class NumbersContainer{
    private:
        std::vector<Number*> numCont;
    public:
        void numberPush_back(Number n);
        Number* getNumberByPosition(int j);
        int sizeMethod();
        int capacityMethod();
};

#endif

文件NumbersContainerClass.cpp

#include "NumbersContainerClass.h"

void NumbersContainer::numberPush_back(Number n){numCont.push_back(&n);}
Number* NumbersContainer::getNumberByPosition(int j){
    return numCont[j];
    }
int NumbersContainer::sizeMethod(){return numCont.size();}
int NumbersContainer::capacityMethod(){return numCont.capacity();}

文件main.cpp

#include "NumbersContainerClass.h"
#include "NumberClass.h"
#include <vector>
#include <iostream>

int main(){
    Number n1;
    Number n2(2);
    Number n3(3);
    Number n4(4);
    Number n5(5);

std::cout << n1.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n1 Address: " << &n1 << std::endl;

std::cout << n2.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n2 Address: " << &n2 << std::endl;

std::cout << n3.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n3 Address: " << &n3 << std::endl;

std::cout << n4.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n4 Address: " << &n4 << std::endl;

std::cout << n5.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n5 Address: " << &n5 << std::endl;


    NumbersContainer container;

    std::cout << "n1 Address: " << &n1 << std::endl;
    container.numberPush_back(n1);
    int k=0; //Here I just wanted to check if something changed by pasing the parameter like this.
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(k))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(k)->getNumber() << std::endl;

    std::cout << "n2 Address: " << &n2 << std::endl;
    container.numberPush_back(n2);
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(1))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(1)->getNumber() << std::endl;

    std::cout << "n3 Address: " << &n3 << std::endl;
    container.numberPush_back(n3);
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(2))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(2)->getNumber() << std::endl;

    std::cout << "n4 Address: " << &n4 << std::endl;
    container.numberPush_back(n4);
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(3))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(3)->getNumber() << std::endl;

    std::cout << "n5 Address: " << &n5 << std::endl;
    container.numberPush_back(n5);
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(4))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(4)->getNumber() << std::endl;

std::cout << container.getNumberByPosition(4) << std::endl;
std::cout << container.getNumberByPosition(3) << std::endl;
std::cout << container.getNumberByPosition(2) << std::endl;
std::cout << container.getNumberByPosition(1) << std::endl;
std::cout << container.getNumberByPosition(0) << std::endl;

std::cout << container.sizeMethod() << std::endl;
std::cout << container.capacityMethod() << std::endl;

return 0;
}

输出为：

0
n1 Address: 0x7ffd73484028
2
n2 Address: 0x7ffd7348402c
3
n3 Address: 0x7ffd73484030
4
n4 Address: 0x7ffd73484034
5
n5 Address: 0x7ffd73484038
n1 Address: 0x7ffd73484028
32765
32765
n2 Address: 0x7ffd7348402c
32765
32765
n3 Address: 0x7ffd73484030
32765
32765
n4 Address: 0x7ffd73484034
32765
32765
n5 Address: 0x7ffd73484038
32765
32765
0x7ffd73483ff4
0x7ffd73483ff4
0x7ffd73483ff4
0x7ffd73483ff4
0x7ffd73483ff4
5
8

当我直接 return 一个 Number 类型对象时代码工作正常，所以 "Number NumbersContainer::getNumberByPosition(int k)"。尽管如此，当我尝试 return 一个指向数字的指针时（Number* NumbersContainer::getNumberByPosition(int k)"，尽管显然我得到了对所需数字类型对象的引用（因为我可以使用运算符 - > 或取消引用输出指针并使用为 Number "int Number::getNumber()") 定义的函数，我得到的结果对我来说是无稽之谈。我错过了什么或我不明白什么？ 我已经玩了很长时间的代码，但我总是在这一点上结束，所以我想我不明白什么。

提前致谢！欢迎任何 correction/remark/observartions 旁边的确切问题。

Answer 1

一个明显的错误：

您在这一行中存储了临时 Number 的地址：

void NumbersContainer::numberPush_back(Number n){numCont.push_back(&n);}

因此在该函数 returns 之后，n 的地址不再有效，因为临时 n 的生命周期已经结束。

Answer 2

如果你有一个 v 的 Number 向量并且你需要添加另一个向量，你给 v.push_back 一个 Number 并且它放置一个副本Number 在向量的末尾。如果它是 double 的向量，没有区别，push_back 期望 double。

因此，如果它是 Number* 的向量，您会期望 push_back 获取 Number*，而不是 Number，并推送指针，它与指向对象副本的指针完全不同。

但是您编写的 numberPush_back 成员函数采用 Number n，而不是 Number* p。它需要向容器添加一个指向 Number 的指针。它从哪里可以获得这样的指针？它不能使用 &n，因为 n 是一个局部自动变量，包含一个 copy 的参数，并且该变量的生命周期将立即结束，当 numberPush_back returns。（这就是你所做的，但它不起作用，因为它向容器添加了一个悬挂指针。）

您可以从 n 复制一个新的动态分配的 Number，并添加指向该新对象的指针。但是你需要一些机制来显式删除动态分配的副本。

因此，您要么通过引用接受参数 (Number& n)，要么坚持要求调用者给您一个指针。在这两种情况下，您都需要调用者知道他们有责任确保其指针在容器中结束的 Number 至少与容器一样长。

总之，重点是避免复制，不是吗？

这并不是说指针容器没有用。它们可能很有用，但总是需要额外考虑内存管理。如果你只是想避免复制，你最好使用 emplace_back 习惯用法，它将用于 construct 对象的值作为参数，并就地构造它在容器中。

使用指针向量的问题（附代码）C++（以及对其使用便利性的怀疑）

Problem using vector of pointers (with code) C++ (and doubts regarding the convenience of its use)

c++

pointers

vector

operators

c++11