了解指针和错误的内存分配？

Question

免责声明：我对 C++ 非常非常陌生。两年前我上了一门课，现在我正在上另一门课，所以试图恢复这种心态是很困难的。话虽如此，我知道我的代码非常糟糕。我需要帮助和建设性的批评，所以请避免直接抨击，因为我知道我真的不知道自己在做什么。

目标：我正在编写一个程序，它接收两个 {1 2 3}（任意大小）形式的用户输入集，并对它们执行一些操作。但是我无法简单地读入它们。这是头文件的快速 sn-p，它显示了我将要询问的功能：

class Set{

  public:

    Set();                  //Constructor for empty set.
    Set(int element);       //Constructor for set of one element
    ~Set();

    unsigned int getSize() const;                          
    int operator[](const int e) const;  

    friend ostream& operator<<(ostream& oss, const Set& output);   
    friend istream& operator>>(istream& ss, Set& target);         

  private:

    int size;
    int *elements[];        
    void resize(unsigned int new_size);
};

还有更多，但我只是向您展示所有必要的东西。

对于赋值，我们创建了一个名为 Set 的类，但该集合必须存储为一个数组。每个 Set 都有一个指针数组（即 Set 类带有 int *elements[]）。我们需要重载“>>”运算符以将用户输入转换为 Set。用户输入两个集。我们假设用户足够聪明，可以以精确的形式 {1 2 3 4} 输入它，但它可以是任何大小。这是我的重载>>。

istream& operator>>(istream& ss, Set& target){ 

  //The constructor Set target; creates an empty Set with array size=0.

  char c;      

  if (ss.peek()=='}') ss >> c; 
  if (ss.peek()==EOF) ss >> c;

  ss >> c;     //First we read in the '{' character.
  int num;

  while (ss.peek()!='}'){
    ss >> num;
    target.resize(target.getSize()+1); 
    *target.elements[target.getSize()-1]=num;
  };
  return ss;
};

getSize() 只是一个返回值“size”的函数。上述 sn-p 的目标是创建一个空 Set，然后对于“{”和“}”之间的每个 int，我们将数组大小调整 1，然后将该 int 放入数组的下一个元素中。此外，流对我来说仍然像指针一样抽象，所以这就是为什么这看起来有点暴力。

问题我遇到的是调整大小。我想要 - 显然 - 调整大小以更改大小，但它不允许这样做。我想要完成的是调整大小以更改被调用的 Set 的 *elements 指针以指向具有 new_size 个元素的新数组。然后我想释放该指针以避免内存泄漏。

void Set::resize(unsigned int new_size){

  if (size!=new_size){
      int *newelements = new int[new_size];

      for (int i=0; i<new_size || i<size; i++){
          newelements[i] = *elements[i]; 
      };

      *elements = newelements;
      delete newelements;

      if (size>new_size) size=new_size;
   };

};

我知道有一点是错误的：当我在 ">>" 的定义中调用 newset.resize 时，

newelements[i] = *elements[i];

line 正在尝试分配尚不存在的内容，因为“num”尚未分配给 *newset.elements[i]。但是，如果我尝试在“>>”中切换这些顺序，使其变成这样......

*target.elements[target.getSize()]=num;
target.resize(target.getSize()+1); 

...这应该没有意义，因为目标数组的大小是0，所以我不能说target[0]=num;

我知道的另一件事是错误的：我使用指针的方式一定有问题，因为如果我尝试在调整大小定义中说 size=new_size ，我收到“EXC_BAD_ACCESS”错误。实际上，如果我按原样运行，我会收到相同的错误消息。

此外，在作业中，我们被告知“仅当 new_size 严格小于 size 时，才应调整大小。”我不明白这怎么可能奏效。如果我们必须从一个 size=0 的初始化数组开始，那么我们怎样才能让它更大呢？

我希望我已经包含了足够多的内容，以便在这方面获得一些帮助。我很感激任何能帮助我理解指针以及如何使用它们的东西。非常感谢！

Answer 1

我不确定我是否捡到了所有东西，但扫描代码：

1. 声明 int *elements[]; 在 C++ 中是非法的，尽管一些编译器允许它作为扩展。 您必须指定数组大小。 如果我用 gcc 编译，它会告诉我：

   警告：ISO C++ 禁止零大小数组“元素”[-Wpedantic]

   int *elements[];

2. 行if (size!=new_size) 始终为真，除非size 不等于new_size。 只有当new_size 大于 大于size 时，您很可能想要调整数组的大小。

3. i<new_size || i<size 应该只是i<size。

4. 在newelements[i] = *elements[i]; 中，*elements[i] 等价于*(elements[i]) 而不是 (*elements)[i]，你确定这是你想要的吗？

5.

*elements = newelements;
delete newelements;

第一行使elements 的第一个元素（指针）指向新分配的内存。然后第二行删除该内存，所以现在elements 的第一个元素现在指向已释放的内存。那不是你想要的。 请记住，当您将指针分配给指针时，它会使两个指针指向同一内存。您需要做的是删除 old 内存，然后分配指针指向新分配的内存。

6. 还要记住delete [] 与delete 不同。删除内存块时需要使用delete []。

希望这一切都是为了学习目的。在真正的 C++ 代码中，您将使用 std::vector。