动态分配对象数组
Dynamically allocating an array of objects
我有一个类,它包含一个动态分配的数组,比如
class A
{
int* myArray;
A()
{
myArray = 0;
}
A(int size)
{
myArray = new int[size];
}
~A()
{
// Note that as per MikeB's helpful style critique, no need to check against 0.
delete [] myArray;
}
}
但现在我想创建一个由这些类动态分配的数组。这是我当前的代码:
A* arrayOfAs = new A[5];
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
arrayOfAs[i] = A(3);
}
但这件事搞砸了。因为当for
循环迭代完成时,创建的新A
对象(使用A(3)
调用)将被销毁,这意味着该A
实例的内部myArray
将获得delete []
-ed。
所以我认为我的语法一定是大错特错了?我想有一些修复似乎有些过头了,我希望避免:
- 正在为
A
创建复制构造函数 - 使用
vector<int>
和vector<A>
,所以我不必担心这一切 arrayOfAs
不是A
对象的数组,而是A*
指针的数组
我认为这只是一些初学者的事情,当试图动态分配一个具有内部动态分配的数组时,有一种语法实际上是有效的。
(此外,风格批评也很受欢迎,因为我已经有一段时间没有做C++了。)
为未来的观众更新:下面的所有答案都非常有用。Martin的被接受是因为示例代码和有用的"4条规则",但我真的建议大家都读一遍。有些是对错误的好的、简洁的陈述,有些则正确地指出了vector
是如何以及为什么是一种好的方法。
对于构建容器,您显然希望使用其中一个标准容器(例如std::vector)。但这是一个完美的例子,说明了当对象包含RAW指针时需要考虑的事情。
如果你的对象有一个RAW指针,那么你需要记住3的规则(现在是C++11中的5的规则)。
- 施工单位
- 破坏者
- 复制构造函数
- 分配运算符
- 移动构造函数(C++11)
- 移动分配(C++11)
这是因为如果没有定义,编译器将生成这些方法的自己版本(见下文)。编译器生成的版本在处理RAW指针时并不总是有用的。
复制构造函数是很难纠正的(如果你想提供强大的异常保证,这并不重要)。Assignment运算符可以根据Copy构造函数进行定义,因为您可以在内部使用复制和交换习惯用法。
有关包含指向整数数组的指针的类的绝对最小值的完整详细信息,请参见下文。
知道纠正它不是一件小事,您应该考虑使用std::vector,而不是指向整数数组的指针。该向量易于使用(并可扩展),涵盖了与异常相关的所有问题。将下面的类与下面的A的定义进行比较。
class A
{
std::vector<int> mArray;
public:
A(){}
A(size_t s) :mArray(s) {}
};
查看您的问题:
A* arrayOfAs = new A[5];
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
// As you surmised the problem is on this line.
arrayOfAs[i] = A(3);
// What is happening:
// 1) A(3) Build your A object (fine)
// 2) A::operator=(A const&) is called to assign the value
// onto the result of the array access. Because you did
// not define this operator the compiler generated one is
// used.
}
编译器生成的赋值运算符几乎适用于所有情况,但在播放RAW指针时需要注意。在您的情况下,由于浅拷贝问题,它导致了问题。您最终得到了两个对象,它们包含指向同一块内存的指针。当A(3)在循环结束时超出范围时,它在指针上调用delete[]。因此,(数组中的)另一个对象现在包含一个指向已返回到系统的内存的指针。
编译器生成的复制构造函数;通过使用成员复制构造函数来复制每个成员变量。对于指针,这只是意味着指针值从源对象复制到目标对象(因此是浅拷贝)。
编译器生成的赋值运算符;使用该成员赋值运算符复制每个成员变量。对于指针,这只是意味着指针值从源对象复制到目标对象(因此是浅拷贝)。
因此,包含指针的类的最小值:
class A
{
size_t mSize;
int* mArray;
public:
// Simple constructor/destructor are obvious.
A(size_t s = 0) {mSize=s;mArray = new int[mSize];}
~A() {delete [] mArray;}
// Copy constructor needs more work
A(A const& copy)
{
mSize = copy.mSize;
mArray = new int[copy.mSize];
// Don't need to worry about copying integers.
// But if the object has a copy constructor then
// it would also need to worry about throws from the copy constructor.
std::copy(©.mArray[0],©.mArray[c.mSize],mArray);
}
// Define assignment operator in terms of the copy constructor
// Modified: There is a slight twist to the copy swap idiom, that you can
// Remove the manual copy made by passing the rhs by value thus
// providing an implicit copy generated by the compiler.
A& operator=(A rhs) // Pass by value (thus generating a copy)
{
rhs.swap(*this); // Now swap data with the copy.
// The rhs parameter will delete the array when it
// goes out of scope at the end of the function
return *this;
}
void swap(A& s) noexcept
{
using std::swap;
swap(this.mArray,s.mArray);
swap(this.mSize ,s.mSize);
}
// C++11
A(A&& src) noexcept
: mSize(0)
, mArray(NULL)
{
src.swap(*this);
}
A& operator=(A&& src) noexcept
{
src.swap(*this); // You are moving the state of the src object
// into this one. The state of the src object
// after the move must be valid but indeterminate.
//
// The easiest way to do this is to swap the states
// of the two objects.
//
// Note: Doing any operation on src after a move
// is risky (apart from destroy) until you put it
// into a specific state. Your object should have
// appropriate methods for this.
//
// Example: Assignment (operator = should work).
// std::vector() has clear() which sets
// a specific state without needing to
// know the current state.
return *this;
}
}
我建议使用std::vector:类似的东西
typedef std::vector<int> A;
typedef std::vector<A> AS;
STL的过度使用没有错,你可以花更多的时间来实现应用程序的特定功能,而不是重新设计自行车。
A对象的构造函数动态分配另一个对象,并将指向该动态分配对象的指针存储在原始指针中。
对于该场景,必须定义自己的复制构造函数、赋值运算符和析构函数。编译器生成的将无法正常工作。(这是"三大定律"的必然结果:一个具有析构函数、赋值运算符和复制构造函数中任意一个的类通常需要全部3个)。
您已经定义了自己的析构函数(并且提到创建了一个复制构造函数),但您需要同时定义三大析构函数中的其他两个。
另一种选择是将指向动态分配的int[]
的指针存储在其他对象中,该对象将为您处理这些事情。像vector<int>
(正如你提到的)或boost::shared_array<>
之类的东西。
简而言之,为了充分利用RAII,您应该尽可能避免处理原始指针。
由于您询问了其他风格批评,一个次要的问题是,当您删除原始指针时,在调用delete
之前不需要检查0——delete
通过不做任何事情来处理这种情况,这样您就不必用检查来打乱代码。
-
只有当对象具有默认构造函数和复制构造函数时,才对其使用数组或公共容器。
-
以其他方式存储指针(或智能指针,但在这种情况下可能会遇到一些问题)。
PS:始终定义自己的默认和复制构造函数,否则将使用自动生成的
您需要一个赋值运算符,以便:
arrayOfAs[i] = A(3);
工作正常。
为什么不使用setSize方法。
A* arrayOfAs = new A[5];
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
arrayOfAs[i].SetSize(3);
}
我喜欢"副本",但在这种情况下,默认构造函数实际上并没有做任何事情。SetSize可以从原始m_array(如果存在)中复制数据。。要做到这一点,您必须将数组的大小存储在类中
或
SetSize可以删除原始m_array。
void SetSize(unsigned int p_newSize)
{
//I don't care if it's null because delete is smart enough to deal with that.
delete myArray;
myArray = new int[p_newSize];
ASSERT(myArray);
}
使用new
运算符的放置功能,您可以在适当的位置创建对象并避免复制:
placement(3):void*operator new(std::size_t size,void*ptr)noexcept;
只需返回ptr(没有分配存储)。请注意,如果函数由新表达式调用,则将执行正确的初始化(对于类对象,这包括调用其默认构造函数)。
我建议如下:
A* arrayOfAs = new A[5]; //Allocate a block of memory for 5 objects
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
//Do not allocate memory,
//initialize an object in memory address provided by the pointer
new (&arrayOfAs[i]) A(3);
}
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