指向类类型数组和带有 new 的构造函数的指针

Question

所以我正在编写一个类模板，我的类包含一个指向包含类类型实例的数组的指针。 我的问题是我班级的构造函数。 在我的构造函数中使用 new 关键字时，它无法正常工作。 问题是当我在构造函数中使用 new 时没有创建我的数组。 （就像它总是一个空指针而不是一个包含 Node 类实例的数组） 我还应该说没有任何错误。 这是我的代码。

#include <iostream>
#include <cstddef>

template <typename V>
class Node {
private:
  V _data;
  unsigned short _size;
  Node<V>* _children;
public:
  Node();
  Node(V);
  Node(V, unsigned short);
  Node(const Node&); // copy constructor
  ~Node();
};

template <typename V>
Node<V>::Node()
  : _data(0), _size(0), _children(nullptr) {}

template <typename V>
Node<V>::Node(V data)
  : _data(data), _size(0),  _children(new Node<V>[_size]) {}

template <typename V>
Node<V>::Node(V data, unsigned short size)
  : _data(data), _size(size), _children(new Node<V>[_size]) {}

template <typename V>
Node<V>::Node (const Node& other)
  : _size(other._size), _data(other._data) {
  _children = new Node<V>[_size];
  for (unsigned short i = 0; i < _size; i++) 
    _children[i] = other._children[i];
}

template <typename V>
Node<V>::~Node() { delete[] _children; }

int main () {
  Node<int> n1;
  Node<char> n2('A');
  Node<char> n3('B', 5);
  return 0;
}

感谢您。

Answer 1

我已将您的代码复制到 Visual Studio 2017 CE 中，并将其放在它自己的头文件中。当我尝试从您的问题中编译代码时，Visual Studio 给了我这个编译器错误：

1>------ Build started: Project: StackOverflow, Configuration: Debug Win32 ------
1>main.cpp
1>c:\users\...\container.h(41): error C2039: '{dtor}': is not a member of 'Node<V>'
1>c:\users\...\container.h(41): error C2447: '{': missing function header (old-style formal list?)
1>Done building project "StackOverflow.vcxproj" -- FAILED.
========== Build: 0 succeeded, 1 failed, 0 up-to-date, 0 skipped ==========

要修复此编译器错误，我必须将 dtor 的 declaration 添加到类的 declaration 本身中。

template <typename V>
class Node {
//... previous code
public: 
    ~Node();
};

这使我能够编译、构建和运行代码，我最终得到了退出代码0。在我看来，从语法或编译的角度来看，这段代码没有任何其他问题，但这并不意味着在正确性、效率或内存泄漏、悬空指针等方面没有任何问题。 ..

---

编辑

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在处理此代码一段时间后，我注意到您现有代码存在一些问题：

你已经声明了这两个构造函数：

Node(V);
Node(V, unsigned short);

你有他们这样定义：

template <typename V>
Node<V>::Node(V data)
: _data(data), _size(0), _children(new Node<V>[_size]) {}

template <typename V>
Node<V>::Node(V data, unsigned short size)
: _data(data), _size(size), _children(new Node<V>[_size]) {}

两者之间的唯一区别是大小是否为0，否则它们看起来完全相同。在第一种情况下，int data[0] 给了你什么？或者带有0 元素的array 会给您带来什么？

另一个问题涉及成员变量的使用。您正在使用前缀 _ 这是糟糕的代码设计，因为它们是为语言和编译器或其他东西保留的。如果要区分成员变量和非成员变量。我喜欢改用后缀_。示例：int non_member_varaible; 和 int member_variable_;。

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为了清理您的代码，我删除了多个或冗余构造函数的额外依赖项。我还将它们保存在类声明中，因为这是一个类模板。我将dtor 声明为默认值。我还通过使用std::vector 和std::shared_ptr 删除了new 和delete 的使用。我还添加了一些辅助功能来检索大小和数据。我也没有对复制构造函数做任何事情，并且完全省略了它，因为一旦你的类可以运行，这应该是微不足道的。

如果您在编译时确切知道数组的大小，您可以将std::vector 与std::array 交换并稍微修改代码。如果您希望此类拥有对象的唯一所有权，您可以将 std::shared_ptr 替换为 std::unique_ptr 并稍作修改。

出于演示目的，我选择使用std::vector<std::shared_ptr<Node>> 作为内部容器。

也不是尝试向构造函数添加多个节点；我删除了那个依赖，只是把它变成了一个允许你在运行时添加节点的函数。如果您在实例化该类时需要向该类添加多个节点，那么我建议使用variadic template constructor。可变参数构造函数还可以让您能够将任何 Node 类型添加到容器中，只需对代码稍作修改。

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这是我想出的：

container2.h

#pragma once

#include <vector>
#include <memory>

template <typename V>
class Node {
private:
    V data_;
    std::vector<std::shared_ptr<Node>> children_;
public:
    Node() : data_{ 0 } {}
    explicit Node(V data) : data_{ data } {}

    void add_node(V data) {
        auto p = std::make_shared<Node<V>>(Node(data));
        children_.push_back(p);
    }

    ~Node() = default;

    const size_t size() const { return children_.size(); }
    const V data() const { return data_; }
    // no bounds checking just for demonstration purposes.
    const V data(unsigned index) { return children_[index]->data_; }
};

ma​​in.cpp

#include <iostream>

//#include "Container.h"
#include "container2.h"

int main() {
    try {
        Node<int> n1;
        Node<char> n2('A');
        Node<char> n3('B');
        n3.add_node('C');
        n3.add_node('E');

        std::cout << n3.size() << '\n';
        std::cout << n3.data(1) << '\n';

    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
        return EXIT_FAILURE;
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出

2
E

并且代码以0的退出代码退出！