在C++中为空 ptr 到 ptr 赋值

Assigning a value to a null ptr-to-ptr in C++

本文关键字：ptr 赋值 C++      更新时间：2023-10-16

我正在尝试编写一个函数，该函数接收指针并使其指向新对象。为了做到这一点，我正在使用ptr-to-ptr。这是我的函数的样子：

void modifyPtr(int ** ptrToPtr)
{
*ptrToPtr = new int(42);
return;
}

我希望我的函数即使在 ptrToPtr 是空点时也能工作：

int ** ptrToPtr = nullptr;
modifyPtr(ptrToPtr);

我的第一个函数实现对此是不安全的，因为它会取消引用 nullptr。所以我想到了以下几点：

void modifyPtr(int ** ptrToPtr)
{
ptrToPtr = &(new int(42));
return;
}

但是不允许获取 new 运算符返回的指针地址，在编译过程中会产生以下错误：

error: lvalue required as unary '&' operand

所以我想到了最后一个选择：

void modifyPtr(int ** ptrToPtr)
{
int * temp = new int(42);
ptrToPtr = &temp;
return;
}

但这会在运行时产生分段错误，这是我预料到的，因为一旦临时指针超出范围，它就会被删除，从而导致内存泄漏。

有没有办法让我的函数使用 nullptr？

为了使修改指向对象的函数使用空指针，我假设您要创建一个新对象。这是一个坏主意：当输入为非 null 时，它不会创建新的指针对象。使用不同的输入做完全不同的事情是一个糟糕的设计，很容易混淆代码的读者。

相反，我建议您不要尝试使函数"工作"与空指针输入，而是要求传递指针的地址，而不是空)。这可以在编译时使用引用参数而不是指向指针的指针来强制执行，以防止调用方出错：

void modifyPtr(int*& ptr)
{
ptr = new int(42);
}
// Usage
int* ptr;
modifyPtr(ptr);     // OK
modifyPtr(nullptr); // does not compile; as was intended

或者，也许您打算始终创建一个新指针，就像在损坏示例中所做的那样，在这种情况下，参数完全没有意义。您可以简单地返回一个指针：

int* createObject()
{
return new int(42);
}
// Usage
int* ptr = createObject();

忽略我建议的改进设计，您可以让函数创建一个新指针并返回其地址。使用自动存储根本不可能。您可以改用动态存储。但即便如此，您也必须通过引用将指针传递到指针才能实际修改它：

void modifyPtr(int**& ptrToPtr)
{
if(!ptrToPtr)
ptrToPtr = new int*;
*ptrToPtr = new int(42);
}

但是，您必须记住，动态分配时，必须手动删除指向指针的指针和指向对象的指针。这种设计与我之前建议的设计没有任何优势。

但这会在运行时产生分段错误，这是我预料到的，因为一旦临时指针超出范围，它就会被删除，从而导致内存泄漏。

内存确实泄漏，但内存泄漏不会导致分段错误。建议的函数仅修改指向指针的指针的本地副本，因此传递给函数的任何变量都将保持不变。如果该值确实为 null，则指针的后续取消引用将具有未定义的行为。如果幸运的话，会导致分段错误。

最后，在容器外部分配动态内存通常是一个坏主意。应改用智能指针。我实际推荐的最终版本是：

std::unique_ptr<int> createObject()
{
return new int(42);
}

当然，这个特殊的例子是如此微不足道，以至于为它编写一个函数首先是没有意义的。

在您的示例中，您将int ** ptrToPtr按值传递给您的modifyPtr()函数。 这意味着您无法修改值本身，因为它实际上是提供给堆栈上函数的值的副本。

执行此操作的正确方法(即，替代注释中提供的其他方法)是：

int* ptr = nullptr;
modifyPtr(&ptr);

传递int*的地址(即指向指针的指针)允许您修改它并为其分配值。

您需要验证传递给函数的实际指针，然后才能取消引用它以访问所指向的变量，例如：

void modifyPtr(int ** ptrToPtr)
{
if (ptrToPtr)
*ptrToPtr = new int(42);
}


int** ptr = nullptr;
modifyPtr(ptr); // <- ptr will not be dereferenced!


int* ptr = nullptr;
modifyPtr(&ptr); // <- OK
...
delete ptr; // <- don't forget this!

根据函数的性质，在更改指针指向新内存之前，可能需要也可能不需要释放所指向的内存，例如：

void initPtr(int ** ptrToPtr)
{
if (ptrToPtr)
*ptrToPtr = new int(42);
}
void modifyPtr(int ** ptrToPtr)
{
if (ptrToPtr)
{
delete *ptrToPtr;
*ptrToPtr = new int(45);
}   
}


int* ptr;
initPtr(&ptr);
...
modifyPtr(&ptr);
...
delete ptr;

所以要注意这一点。

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