c++ - 在 C++ 中为空 ptr-to-ptr 赋值

Question

我正在尝试编写一个接收指针并使其指向新对象的函数。为此，我使用了 ptr-to-ptr。这是我的函数的样子:

void modifyPtr(int ** ptrToPtr)
{
    *ptrToPtr = new int(42);
    return;
}

即使 ptrToPtr 是 nullptr，我也希望我的函数能正常工作:

int ** ptrToPtr = nullptr;
modifyPtr(ptrToPtr);

我对该函数的第一个实现对此是不安全的，因为它会取消对 nullptr 的引用。所以我想到了以下几点:

void modifyPtr(int ** ptrToPtr)
{
    ptrToPtr = &(new int(42));
    return;
}

但是取new操作符返回的指针地址是不允许的，编译时会产生如下错误:

error: lvalue required as unary '&' operand

所以我想到了最后一个选择:

void modifyPtr(int ** ptrToPtr)
{
    int * temp = new int(42);
    ptrToPtr = &temp;
    return;
}

但这会在运行时产生段错误，这是我预料到的，因为一旦临时指针超出范围，它就会被删除，从而导致内存泄漏。

有没有办法让我的函数使用 nullptr？

Answer 1

要使修改指向对象的函数与空指针一起工作，我假设您想创建一个新对象。这是个坏主意:当输入非空时，它不会创建新的指针对象。用不同的输入做完全不同的事情是一个糟糕的设计，很容易让代码的读者感到困惑。

相反，我建议您不要尝试使用空指针输入使函数“工作”，而是要求传递指针的地址，而不是空指针)。这可以在编译时通过使用引用参数而不是指向指针的指针来强制执行，以防止调用者犯错误:

void modifyPtr(int*& ptr)
{
    ptr = new int(42);
}
// Usage
int* ptr;
modifyPtr(ptr);     // OK
modifyPtr(nullptr); // does not compile; as was intended

或者，也许您打算像在损坏的示例中那样始终创建一个新指针，在这种情况下，参数完全没有意义。您可以简单地返回一个指针:

int* createObject()
{
    return new int(42);
}
// Usage
int* ptr = createObject();

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忽略我建议的改进设计，您可以让函数创建一个新指针并返回它的地址。使用自动存储根本不可能。您可以改用动态存储。但即便如此，您也必须通过引用将指针传递给指针才能真正修改它:

void modifyPtr(int**& ptrToPtr)
{
    if(!ptrToPtr)
        ptrToPtr = new int*;
    *ptrToPtr = new int(42);
}

但是，您必须记住，动态分配时，指向指针的指针和指向对象的指针都必须手动删除。这种设计与我之前建议的相比没有优势。

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But this produces a segmentation fault during runtime, which I expected because as soon as the temp pointer goes out of scope, it is deleted, resulting in a memory leak.

内存确实泄漏了，但是内存泄漏不会导致段错误。您建议的函数仅修改指向指针的指针的本地拷贝，因此传递给函数的任何变量都将保持不变。如果该值确实为 null，则随后对指针的取消引用将具有未定义的行为。如果幸运的话，会导致段错误。

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最后，在容器外部分配动态内存通常不是一个好主意。您应该改用智能指针。我实际推荐的最终版本是:

std::unique_ptr<int> createObject()
{
    return new int(42);
}

当然，这个特定的例子是如此微不足道，以至于首先为它编写一个函数毫无意义。