从 C++ 结构中包含的指针数组动态分配和访问内存

Question

很抱歉标题过长，但是……它确实说要具体……无论如何！我正在制作一种旨在解决滑块益智游戏的算法。为此，我需要在节点中存储游戏板的所有可能变化。每个游戏板状态都存储在一个节点中，该节点还包含指向其父节点（即其当前状态之前的状态）及其所有子节点（从其当前状态可用的所有可能状态）的指针。这是我构建的节点结构：

struct node
{
    //Attributes
    char gameBoardState[5][4];
    node* parent;
    int numChildren;
    node* childArray[10];

    //Constructor
    node(char pGameState[][4], node* pParent = NULL, int pNumChildren = 0, node* pChildArray[] = NULL)
    {
        //For each row i
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            //For each column j
            for (int j = 0; j < 4; j++)
            {
                //Set each block equal to this
                gameBoardState[i][j] = pGameState[i][j];
            }
        }
    }
};

我的问题在这部分代码中，纯粹是为了测试我是否可以正确访问数据等（我已经设计了实际移动片段的函数，但尚未实现它们）：

//Sample board state
char sampleBoard[5][4];
char sampleBoard2[5][4];
//Sample character
char sample = 'a';
char sample2 = 'z';
//Initialize the sample board
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    for (int j = 0; j < 4; j++)
    {
        sampleBoard[i][j] = sample;
        sampleBoard2[i][j] = sample2;
        sample++;
        sample2--;
    }
}

//Test
cout << "\n\nERROR BEGINS\n\n";

//Create first node
node top = node(sampleBoard);
//Create a child node
top.childArray[top.numChildren] = new node(sampleBoard2, &top);

//Test
cout << "\n\nERROR ENDS\n\n";

无论出于何种原因，ERROR cmets 之间的行都会产生内存访问错误。我查看了有关指针、数组、结构及其组合的各种 C++ 教程。我还尝试在“新节点”调用中省略“&top”；没有帮助。我只是没有看到我的代码是如何在内存访问中产生这个错误的。我还在这里查看了十几个答案，但没有一个答案似乎适用于我的情况。我觉得我错过了一些相当明显的东西。任何帮助，即使它只是重定向到我以某种方式忽略的有效答案？提前致谢！

Answer 1

问题其实很简单，你从来​​没有初始化过numChildren。

因此，尝试说出top.childArray[top.numChildren] ... 可能会导致numChildren 评估为一些荒谬（可能为负数）的数字。

这里更大的问题是您的代码设计不佳。它非常类似于 C，因为您使用了大量原始指针和数组，其中大小信息是分开的。此外，跟踪这些指针的生命周期的责任在于您，而不是自动发生。

我建议你考虑用std::vector和std::string重构你的代码，它们提供索引操作以及.size()，你的代码会变得更安全。

您还可以将char gameBoardState[5][4]; 封装到一个class GameBoard 中，该class GameBoard 可以在构造时任意调整大小（像以前一样使用vector）。如果您决定使用不同的游戏板进行测试，这还有一个额外的好处，即您无需到处更改代码。

Answer 2

在

top.childArray[top.numChildren] = new node(sampleBoard2, &top);

numChildren 从未初始化。这意味着它有一些垃圾价值。它很可能是 [0, 9] 之外的值，因此您正在访问您不拥有的内存，它是 UB，并且将/可能导致内存访问错误。