c++ - 使用指针 vector 的问题(附代码)C++(以及对其使用便利性的怀疑)

Question

首先，如您所见，我是 C++ 的新手。我相信你可以教我一些东西。

我在使用一个小示例代码来习惯指针和指针 vector 时遇到问题，我怀疑在我的案例中使用指针 vector 是否方便。

1.) 使用方便:我正在编写一个小型 C++ 软件。在此软件中，用户可以通过 GUI 创建某些对象(称为模块)，其中包含未定义数量的不同参数(它们可能很多)。为了性能/节省内存的动摇，我认为它的管理有一个指向它们的指针 vector ，而不是在一个 vector 中分配对象本身。用户也可以删除这些对象(模块)。 在此上下文中使用指针 vector 是否明智？我也考虑过使用对它们的引用，但我发现我应该使用引用包装器。

2.) 特殊示例:在接下来的段落中找到一个简单代码的示例，我正在使用它来练习指针和指针 vector 的使用。

文件 NumberClass.h

#ifndef NUNMBERCLASS_H
#define NUNMBERCLASS_H

class Number{
    private:
        int n;

    public:
        Number();
        Number(int n);
        int square();
        int getNumber();
};

#endif

文件 NumberClass.cpp

#include "NumberClass.h"

Number::Number(){n=0;}
Number::Number(int m){n=m;}
int Number::square(){return (n*n);}
int Number::getNumber(){return n;}

文件 NumbersContainerClass.h

#ifndef NUMBERSCONTAINERCLASS_H
#define NUMBERSCONTAINERCLASS_H
#include <vector>
#include "NumberClass.h"

class NumbersContainer{
    private:
        std::vector<Number*> numCont;
    public:
        void numberPush_back(Number n);
        Number* getNumberByPosition(int j);
        int sizeMethod();
        int capacityMethod();
};

#endif

文件 NumbersContainerClass.cpp

#include "NumbersContainerClass.h"

void NumbersContainer::numberPush_back(Number n){numCont.push_back(&n);}
Number* NumbersContainer::getNumberByPosition(int j){
    return numCont[j];
    }
int NumbersContainer::sizeMethod(){return numCont.size();}
int NumbersContainer::capacityMethod(){return numCont.capacity();}

文件main.cpp

#include "NumbersContainerClass.h"
#include "NumberClass.h"
#include <vector>
#include <iostream>

int main(){
    Number n1;
    Number n2(2);
    Number n3(3);
    Number n4(4);
    Number n5(5);

std::cout << n1.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n1 Address: " << &n1 << std::endl;

std::cout << n2.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n2 Address: " << &n2 << std::endl;

std::cout << n3.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n3 Address: " << &n3 << std::endl;

std::cout << n4.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n4 Address: " << &n4 << std::endl;

std::cout << n5.getNumber() << std::endl;
std::cout << "n5 Address: " << &n5 << std::endl;


    NumbersContainer container;

    std::cout << "n1 Address: " << &n1 << std::endl;
    container.numberPush_back(n1);
    int k=0; //Here I just wanted to check if something changed by pasing the parameter like this.
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(k))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(k)->getNumber() << std::endl;

    std::cout << "n2 Address: " << &n2 << std::endl;
    container.numberPush_back(n2);
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(1))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(1)->getNumber() << std::endl;

    std::cout << "n3 Address: " << &n3 << std::endl;
    container.numberPush_back(n3);
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(2))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(2)->getNumber() << std::endl;

    std::cout << "n4 Address: " << &n4 << std::endl;
    container.numberPush_back(n4);
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(3))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(3)->getNumber() << std::endl;

    std::cout << "n5 Address: " << &n5 << std::endl;
    container.numberPush_back(n5);
    std::cout << (*(container.getNumberByPosition(4))).getNumber() << std::endl;
    std::cout << container.getNumberByPosition(4)->getNumber() << std::endl;

std::cout << container.getNumberByPosition(4) << std::endl;
std::cout << container.getNumberByPosition(3) << std::endl;
std::cout << container.getNumberByPosition(2) << std::endl;
std::cout << container.getNumberByPosition(1) << std::endl;
std::cout << container.getNumberByPosition(0) << std::endl;

std::cout << container.sizeMethod() << std::endl;
std::cout << container.capacityMethod() << std::endl;

return 0;
}

输出为:

0
n1 Address: 0x7ffd73484028
2
n2 Address: 0x7ffd7348402c
3
n3 Address: 0x7ffd73484030
4
n4 Address: 0x7ffd73484034
5
n5 Address: 0x7ffd73484038
n1 Address: 0x7ffd73484028
32765
32765
n2 Address: 0x7ffd7348402c
32765
32765
n3 Address: 0x7ffd73484030
32765
32765
n4 Address: 0x7ffd73484034
32765
32765
n5 Address: 0x7ffd73484038
32765
32765
0x7ffd73483ff4
0x7ffd73483ff4
0x7ffd73483ff4
0x7ffd73483ff4
0x7ffd73483ff4
5
8

当我直接返回一个 Number 类型对象时，代码工作正常，所以“Number NumbersContainer::getNumberByPosition(int k)”。然而，当我尝试返回一个指向 Number (Number* NumbersContainer::getNumberByPosition(int k)"的指针时，尽管显然我得到了对所需 Number 类型对象的引用(因为我可以使用运算符 -> 或取消引用输出指针并使用为 Number "int Number::getNumber()") 定义的函数，我得到的结果对我来说是胡说八道。我错过了什么或者我不明白什么？我玩过代码很长一段时间，但我总是在这一点上结束，所以我假设我不明白什么。

提前致谢!非常欢迎在确切问题旁边进行任何更正/评论/观察。

Answer 1

如果你有一个 vector v 的 Number 并且你需要添加另一个，你给 v.push_back 一个 Number 并将该 Number 的拷贝放在 vector 的末尾。如果它是一个 double vector ，没有区别，push_back 需要一个 double。

因此，如果它是一个 Number* vector ，您会期望 push_back 接受一个 Number*，而不是一个 Number ，并推送指针的拷贝，这与指向所指对象拷贝的指针完全不同。

但是您编写的numberPush_back 成员函数采用Number n，而不是Number* p。并且它需要向容器添加一个指向 Number 的指针。它从哪里可以获得这样的指针？它不能使用&n，因为n 是一个包含参数拷贝 的局部自动变量，并且该变量的生命周期将立即结束，当 numberPush_back 返回时。 (这就是您所做的，但它不起作用，因为它向容器添加了一个悬挂指针。)

您可以从 n 复制一个新的动态分配的 Number，并添加指向该新对象的指针。但是随后您将需要某种机制来显式删除动态分配的拷贝。

因此，您只能通过引用 (Number& n) 接受参数，或者坚持要求调用者给您一个指针。在这两种情况下，您都需要调用者知道他们有责任确保其指针在容器中结束的 Number 至少与容器一样长。

无论如何，重点是避免复制，不是吗？

这并不是说指针容器没有用。它们可能很有用，但总是需要额外考虑内存管理。如果您只是想避免复制，最好使用 emplace_back 习惯用法，它将用于构造对象的值作为参数，并就地构造它在容器中。