c++ - 堆数据困惑

Question

我很幸运在这里通过阅读别人的问题找到了很多有用的答案，但是这次我完全无能为力，所以我不得不自己提出一个问题:

我尝试创建一个将卷积应用于数据系列的程序。对于具有不同长度的卷积核(=特定数字的数组)是必需的。

我通过使用 float** 来实现它并在两次取消引用的变量中插入值。数组的个数是固定的，每个数组的长度不是固定的，所以“子数组”是用new分配的—在函数中 CreateKernels在 if 之后.

此函数然后返回 float**连同另一个指针捆绑为 main 的结构。

问题来了:我用调试 watch 查看了内核指针的取消引用值。一切正常，所有数字都在 CreateKernels 之后符合预期返回(即从 main 范围查看内存)。但是在 main 中的下一个命令之后我的数字完全搞砸了。如果我尝试在后续代码中使用数据，则会出现段错误。

那么我目前的推理是:当我使用 new创建它们应该在堆中的变量，并且应该留在那里直到我 free[]变量——无论如何它们不应该被限制在CreateKernels的范围内.将指针分配给内核结构并返回它对你们中的某些人来说可能很奇怪，但它确实有效。所以真正弄乱我的数据的是 CreatKernels 之后的下一个命令.初始化 int而不是创建 fstream不会弄乱我的号码。但是为什么？

这是我的操作系统内存管理出错了吗？或者这是一个愚蠢的编程错误？我正在运行 Ubuntu 12.04-64 位并同时使用 Code::Blocks和 g++用于编译(所有默认设置)并且两个可执行文件都给我一个段错误。

如果有任何关于此问题的提示或经验，我将不胜感激!

这是相关代码:

#include <string>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <iomanip>
#define HW width/2
#define width1 4       // kernel width-1 (without peak)

using namespace std;

struct kernel_S
{
    const float ** ppkernel;
    const float * pnorm;
};

void BaseKernel(const int & width, float * base) // function that fills up an 1d-array of floats at the location of base
{
    for(int i=0; i<=HW-1; i++)      // fill left half as triangle
    {
        base[i] = i+1;
     }
    base[HW] = HW+1;          // add peak value
    for(int i=HW+1; i<=width; i++)   // fill right half as decreasing triangle
    {
        base[i] = width-i+1;
    }
}

kernel_S CreateKernels(const int &width) // function that creates an array of arrays (of variable length)
{
float base_kernel[width+1];    // create a full width kernel as basis
BaseKernel(width, base_kernel);

float * kernel[width+1];       // array of pointers, at each destination of a pointer a kernels is stored
float norm[width+1];           // norm of kernel

for(int j=0; j<=width; j++)    // fill up those individual kernels
{
    norm[j] = 0;
    if(j<=HW)                   // left side up to peak
    {
        kernel[j] = new float[HW+j+1]; // allocate mem to a new array to store a sub-kernel in
        for(int i=0; i<=HW+j; i++)
        {
            *(kernel[j]+i) = base_kernel[HW-j+i];  //use values from base kernel
            norm[j] += base_kernel[HW-j+i];        // update norm
        }
    }
    else if(j>=HW+1)
    {
        kernel[j] = new float[HW+width-j+2];
        for(int i=0; i<=HW+width-j; i++)
        {
            *(kernel[j]+i) = base_kernel[i];
            norm[j] += base_kernel[i]; // update norm
        }
    }
}

kernel_S result;                // create the kernel structure to be returned
result.ppkernel = (const float **) kernel;  // set the address in the structure to the address of the generated arrays
result.pnorm    = (const float *) norm; // do the same for the norm
return result;
}

int main()
{
    kernel_S kernels = CreateKernels(width1);            // Create struct of pointers to kernel data
    ifstream name_list(FILEPATH"name_list.txt", ios::in);// THIS MESSES UP THE KERNEL DATA

    // some code that would like to use kernels

    return 0;
}

Answer 1

请看

How do I use arrays in C++?

您返回指向本地堆栈数据(内核和规范)的指针。你应该动态分配:

float ** kernel = new float*[width+1];       // array of pointers, at each destination of a pointer a kernels is stored
float *norm = new float[width+1];           // norm of kernel

记得用 delete[] 删除。

但是，我建议改用 std::vector 或 std::array

#include <string>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <iomanip>
#include <vector>
#define HW width/2
#define width1 4       // kernel width-1 (without peak)

using namespace std;

typedef std::vector<float> floatV;
typedef std::vector<floatV> floatVV;

struct kernel_S
{
    floatVV kernel;
    floatV  norm;
};

floatV BaseKernel(int width)       // function that fills up an 1d-array of floats at the location of base
{
    floatV base;
    base.resize(width + 1);
    for(int i=0; i<=HW-1; i++)     // fill left half as triangle
    {
        base[i] = i+1;
    }
    base[HW] = HW+1;               // add peak value
    for(int i=HW+1; i<=width; i++) // fill right half as decreasing triangle
    {
        base[i] = width-i+1;
    }
    return base;
}

kernel_S CreateKernels(const int &width)                   // function that creates an array of arrays (of variable length)
{
    const floatV base_kernel = BaseKernel(width);          // create a full width kernel as basis

    kernel_S result;                                       // create the kernel structure to be returned
    result.kernel.resize(base_kernel.size());
    result.norm.resize(base_kernel.size());

    for(int j=0; j<=width; j++)                            // fill up those individual kernels
    {
        result.norm[j] = 0;
        if(j<=HW)                                          // left side up to peak
        {
            result.kernel[j].resize(HW+j+1);               // allocate mem to a new array to store a sub-kernel in
            for(int i=0; i<=HW+j; i++)
            {
                result.kernel[j][i] = base_kernel[HW-j+i]; // use values from base kernel
                result.norm[j] += base_kernel[HW-j+i];     // update norm
            }
        }
        else if(j>=HW+1)
        {
            result.kernel[j].resize(HW+width-j+2);
            for(int i=0; i<=HW+width-j; i++)
            {
                result.kernel[j][i] = base_kernel[i];
                result.norm[j] += base_kernel[i];          // update norm
            }
        }
    }
    return result;
}

int main()
{
    kernel_S kernels = CreateKernels(width1);     // Create struct of pointers to kernel data
    ifstream name_list("name_list.txt", ios::in);

    // some code that would like to use kernels

    return 0;
}

注意 如果您希望kernel 和norm 在结果结构中是const，只需将整个结构常量:

    const kernel_S kernels = CreateKernels(width1);