共享指针递归地删除递归数据结构，堆栈溢出

Shared pointers delete recursive data structures recursively and the stack overflows

本文关键字：递归 堆栈 数据结构 栈溢出 删除 指针 共享      更新时间：2023-10-16

我有很多长链表（它们最多有20000个项目）。它们有不同的起点，但最终可以从某个节点开始指向同一个节点。我决定让这样的链表一起成长，分享他们之间的记忆。

这就是为什么我决定实现带有共享指针的链表：

#include <memory>
struct SharedLinkedList {
    int someData;
    std::shared_ptr<SharedLinkedList> next;
};

这样一切都很好。不再需要的链接列表将被删除。如果它们与其他链表共享某个部分，则仅删除未共享的部分。

当没有共享部分的较长链接列表即将被删除时，问题就会出现。删除从第一个元素开始。这减少了对下一个也可以删除的元素的引用数量，并且这种情况会递归重复，直到堆栈溢出。

这是一个代码的例子，它创建了长链接列表，然后删除失败

SharedLinkedList* beginningOfList;
SharedLinkedList* actualElement = new SharedLinkedList();
SharedLinkedList* nextElement;
beginningOfList = actualElement;
for (int i = 0; i < 1000; i++) { // 100 is OK, 1000 is KO
    nextElement = new SharedLinkedList();
    actualElement->next = std::shared_ptr<SharedLinkedList>(nextElement);
    actualElement = nextElement;
}
delete beginningOfList;

我提前感谢以下任何一项：

  1. shared_pointers和我缺少什么的解释。我该如何使用它们？甚至可以用它们来完成吗？这样的内存共享难道不是共享指针发明的目的吗
  2. 建议如何重新实现我的代码
  3. 这段代码将用于科学计算，并将在我的计算机上运行。我能以某种方式调整一些东西以获得更大的堆栈大小吗

请注意，这个问题不是c++11特有的。我不在乎使用共享指针的哪个实现。我甚至实现了自己的共享指针。这使我可以拥有更长的链表，但析构函数和堆栈溢出中的递归也出现了。我看不出在析构函数中如何在没有递归的情况下实现共享指针。

编辑：

为了避免混淆：我想重复一遍，整个列表都可以共享。所以人们可以称它们为树。

以下是示例：

列表1包含：1,2,3,4,5,6,7。

列表2包含：6,6,1,2,3,4,5,6,7

列表3包含：10,11,12,1,2,3,4,5,6,7

我想在3 SharedLinkedList中表示这一点，它不会因为存储1、2、3、4、5、6、7几次而浪费内存，但它们指向同一个地方。这就是为什么需要参考计数。

假定delete list3;仅删除未共享的部分，即元素10、11、12。

如果您使用shared_ptr，它将为您管理所有权。当引用计数为0时，它将调用指针对象的析构函数。现在，被指向的对象被销毁，作为它的一个元素，下一个共享指针将销毁下一个。这导致了一种递归的内存释放方式。现在，您可以尝试迭代释放内存。您只需要保留对下一个元素的引用，以避免其被破坏，并在以后手动删除：

void destroy(SharedLinkedList* l) {
  auto next=l->next;  // take 2nd element 
  delete l;           // delete first
  while (next)
    next=next->next;  // move next forward, deleting old next 
  }

一般来说，shared_ptr可能不是链接列表，因为你指出的原因。在这种情况下可能必须手动完成，并在每个节点。（也许有可能循环，避免了shared_ptr的堆栈溢出，但结果可能比管理内存更复杂手动操作。）

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