动态分配对象数组

Dynamically allocating an array of objects

本文关键字:数组 对象 动态分配      更新时间:2023-10-16

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>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(&copy.mArray[0],&copy.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。

  1. 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。

  2. 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

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);
}