具有动态分配的 char 数组的 C++ 结构

Question

我正在尝试将结构存储在向量中。 Struct 需要为给定大小的 char* 动态分配内存。但是一旦我将结构添加到向量中，它的析构函数就会被调用，就好像我丢失了指向它的指针一样。

为了示例，我制作了这个小演示。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

struct Classroom
{
    char* chairs;

    Classroom() {} // default constructor

    Classroom(size_t size)
    {
        std::cout << "Creating " << size << " chairs in a classroom" << std::endl;
        chairs = new char[size];
    }

    ~Classroom()
    {
        std::cout << "Destroyng chairs in a classroom" << std::endl;
        delete[] chairs;
    }
};

std::vector<Classroom> m_classrooms;

int main()
{

    m_classrooms.push_back(Classroom(29));
    //m_classrooms.push_back(Classroom(30));
    //m_classrooms.push_back(Classroom(30));

    system("Pause");

    return 0;
}

输出为

Creating 29 chairs in a classroom
Destroyng chairs in a classroom
Press any key to continue . . .
Destroyng chairs in a classroom

是的，好像析构函数被调用了两次！一次添加到矢量，第二次在程序完成执行时。

当我尝试使用 class 而不是结构时，会发生完全相同的事情。

谁能解释为什么会这样，以及正确完成任务的可能方法是什么？

Answer 1

@LPVOID

使用 emplace_back(..) 就地创建对象可以帮助您避免此处遇到的 double free or corruption 错误。

m_classrooms.emplace_back(29)

但是，更好的做法是始终遵循 3/5/0 规则，以免以悬挂指针结束。

Answer 2

Classroom class 不能安全地用在 std::vector<Classroom> 中，因为它的复制语义不正确。 std::vector 将复制您的对象，如果复制语义有错误，那么当您开始在诸如 vector 的容器中使用 class 时，您会看到所有这些错误都显现出来.

为了使您的 class 具有正确的复制语义，它需要能够无错误地构建、分配和销毁自身的副本（这些错误包括内存泄漏、对同一对象的双重删除调用等）指针等）

您的代码中缺少的另一件事是 size 参数需要在 class 中已知。现在，您发布的只是内存分配，但没有任何东西可以保存 size。在不知道分配了多少字符的情况下，将无法正确实现用户定义的复制构造函数和赋值运算符，除非 char * 是一个空终止字符串。

话虽如此，有多种方法可以修复您的 class。最简单的方法是简单地使用内置了正确复制语义的类型，而不是自己处理原始动态内存。那些 classes 将包括 std::vector<char> 和 std::string。他们不仅自己清理，这些 classes 知道自己的大小，而无需携带 size 成员变量。

struct Classroom
{
    std::vector<char> chairs;

    Classroom() {} // default constructor
    Classroom(size_t size) : chairs(size)
    {
        std::cout << "Creating " << size << " chairs in a classroom" << std::endl;
    }
};

上面的 class 不需要任何进一步的调整就可以工作，因为 std::vector<char> 已经有了正确的复制语义。请注意，不再需要析构函数，因为 std::vector 知道如何自我销毁。

如果出于某种原因您必须使用原始动态分配的内存，那么您的 class 必须实现用户定义的复制构造函数、赋值操作和析构函数。

#include <algorithm>

struct Classroom
{
    size_t m_size;
    char* chairs;

    // Note we initialize all the members here.  This was a bug in your original code
    Classroom() : m_size(0), chairs(nullptr) 
    {} 

    Classroom(size_t size) : m_size(size), chairs(new char[size])
    {}

    Classroom(const Classroom& cRoom) : m_size(cRoom.m_size),
                                        chairs(new char[cRoom.m_size]) 

    {
       std::copy(cRoom.chairs, cRoom.chairs + cRoom.m_size, chairs);
    }

    Classroom& operator=(const Classroom& cRoom)
    {
       if ( this != &cRoom )
       {
          Classroom temp(cRoom);
          std::swap(temp.m_size, m_size);
          std::swap(temp.chairs, chairs);
       }
       return *this;
   }

   ~Classroom() { delete [] chairs; }
};

注意初始化class成员时成员初始化列表的用法。还要注意在实现赋值运算符时 copy / swap idiom 的用法。

已更正的另一个问题是您的默认构造函数未初始化所有成员。因此，在您原来的 class 中，一个简单的单行程序例如：

int main()
{
   Classroom cr;
}

会导致问题，因为在析构函数中，您会删除未初始化的 chairs 指针。

在此之后，std::vector<Classroom> 现在应该可以安全使用了。

具有动态分配的 char 数组的 C++ 结构

C++ struct with dynamically allocated char arrays

c++

memory-management

struct

dynamic

destructor