动态分配对象数组

Dynamically allocating an array of objects

提问人:Domenic 提问时间:11/1/2008 最后编辑:Brandon_JDomenic 更新时间:12/1/2019 访问量:161362

问:

我有一个包含动态分配数组的类,比如说

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;
    }
}

但是现在我想创建一个动态分配的这些类的数组。这是我当前的代码:

A* arrayOfAs = new A[5];
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
    arrayOfAs[i] = A(3);
}

但这非常可怕。因为创建的新对象(使用调用)在循环迭代完成时被析构,这意味着该实例的内部被 -ed。AA(3)formyArrayAdelete []

所以我认为我的语法一定大错特错?我想有一些修复程序似乎有点矫枉过正,我希望避免:

  • 为 创建复制构造函数。A
  • 使用,所以我不必担心这一切。vector<int>vector<A>
  • 与其让它成为对象数组,不如让它成为指针数组。arrayOfAsAA*

我认为这只是一些初学者的事情,在尝试动态分配具有内部动态分配的事物数组时,有一种语法实际上有效。

(另外,风格批评也很欣赏,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帮助。Martin's 之所以被接受,是因为示例代码和有用的“4 法则”,但我真的建议将它们全部阅读。有些是好的,简洁地陈述了什么是错的,有些则正确地指出了如何以及为什么是一条好路。vector

C++ 内存管理 指针 析构函数 复制构造函数

评论


答:

4赞 noonex 11/1/2008 #1
  1. 仅当对象具有默认构造函数和复制构造函数时,才对对象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值和复制构造函数,否则将使用自动生成的构造函数

12赞 IMil 11/1/2008 #2

我建议使用 std::vector: 类似的东西

typedef std::vector<int> A;
typedef std::vector<A> AS;

STL 的轻微矫枉过正并没有错,您将能够花更多时间实现应用程序的特定功能,而不是重新发明自行车。

2赞 Jim Buck 11/1/2008 #3

您需要一个赋值运算符,以便:

arrayOfAs[i] = A(3);

按应有的方式工作。

评论

0赞 Martin York 11/2/2008
实际上,这使用赋值运算符,而不是复制构造函数。左手边已经完全建成。
1赞 Martin York 12/14/2008
很遗憾没有。因为原始 A(3) 和 arrayofAs[i] 都包含指向堆上同一区域的成员 myArray。第一个超出范围的人将删除该对象。第二个超出范围也会删除它,这会导致问题。
8赞 Michael Burr 11/2/2008 #4

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。

对于该方案,您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“三巨头定律”的推论:一个类具有析构函数、赋值运算符、复制构造函数中的任何一个,通常需要所有 3 个)。

您已经定义了自己的析构函数(并且您提到了创建一个复制构造函数),但您需要定义三大函数中的其他两个。

另一种方法是将指向动态分配的指针存储在其他一些对象中,这些对象将为您处理这些事情。像(如您提到的)或.int[]vector<int>boost::shared_array<>

归根结底,为了充分利用 RAII,您应该尽可能避免处理原始指针。

既然你要求其他风格批评,那么一个小问题是,当你删除原始指针时,你不需要在调用之前检查 0 - 通过什么都不做来处理这种情况,这样你就不必用检查来弄乱你的代码。deletedelete

评论

0赞 Domenic 11/2/2008
这么多非常好的答案;我真的很想接受他们中的大多数,包括你的,作为“最好的”。谢谢。还有风格批评。
0赞 Martin York 11/2/2008
这是 4 法则。它也需要一个普通的构造函数。如果不初始化指针,则它们具有随机值。
0赞 Michael Burr 11/2/2008
@Martin - 你是对的。我一直把它听作“3法则”,因为构造函数被认为是“给定的”。但我认为明确地将其包含在规则中是一种更好的方法。
136赞 17 revs, 4 users 99%Loki Astari #5

对于构建容器,您显然希望使用标准容器之一(例如 std::vector)。但这是一个完美的例子,说明当你的对象包含 RAW 指针时,你需要考虑的事项。

如果您的对象有一个 RAW 指针,那么您需要记住 3 规则(现在是 C++11 中的 5 规则)。

  • 构造 函数
  • 破坏者
  • Copy 构造函数
  • 赋值运算符
  • Move 构造函数 (C++11)
  • 移动分配 (C++11)

这是因为如果未定义,编译器将生成这些方法的自己的版本(见下文)。在处理 RAW 指针时,编译器生成的版本并不总是有用的。

复制构造函数是很难正确处理的(如果您想提供强大的异常保证,这并非易事)。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 copy 和 swap 惯用语。

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,请参阅下文。

知道要正确处理它并非易事,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(和扩展),并涵盖了与异常相关的所有问题。将以下类与下面的 A 定义进行比较。

class A
{ 
    std::vector<int>   mArray;
    public:
        A(){}
        A(size_t s) :mArray(s)  {}
};

看看你的问题:

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,但是当 RAW 指针发挥作用时,您需要注意。在您的情况下,由于浅拷贝问题,它会导致问题。您最终得到了两个对象,它们包含指向同一内存段的指针。当 A(3) 在循环结束时超出范围时,它会在其指针上调用 delete []。因此,另一个对象(在数组中)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;使用该 Members Copy 构造函数复制每个成员变量。对于指针,这仅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,这仅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,对于包含指针的类,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;
         }   
 }

评论

0赞 shoosh 12/14/2008
你有一些关于你提到的异常问题的文章吗?
0赞 jalf 12/31/2009
为什么将“raw”大写?当然,它不是任何东西的缩写,而只是表示“原始”,如未经修改的、普通的,而不是智能指针或其他类型的包装器。
2赞 joshperry 1/29/2012
@jalf 它们被称为“恐吓语录”:)
0赞 Daniele 7/7/2016
为什么 Move Assignment 运算符不返回任何内容?
0赞 Martin York 7/9/2016
@Daniele:因为这是一个错误。定影。
2赞 baash05 11/2/2008 #6

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“复制”,但在这种情况下,默认构造函数并没有真正做任何事情。 SetSize 可以将数据从原始m_array(如果存在)中复制出来。您必须在类中存储数组的大小才能执行此操作。
或者
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);
}
2赞 Saman Barghi 4/23/2016 #7

使用运算符的放置功能,您可以就地创建对象并避免复制:new

位置 (3) :void* 运算符 new (std::size_t size, void* ptr) noexcept;

只需返回 ptr(未分配存储)。 请注意,如果函数由 new-expression 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)。

我提出以下建议:

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);
}