数组类成员初始化(C++）

Array class member initialization in C++

本文关键字：C++ 初始化 成员 数组      更新时间：2023-10-16

我有以下代码片段： 

#include <iostream>
using namespace std;
class A {
    int* data;
    int size;
public:
    A(int s):size(s)
    {
        data = new int[size];
    }
    A() {
        data = nullptr;
    }
    ~A() {
        if (data) delete [] data;
    }
};
class B {
    A a[2];
public:
    B() {
        a[0] = A(10);
        a[1] = A(11); 
    }
};
int main(int argc, char *argv[]) {
    B b;
}

在上面的C++代码中，我有一个类 A，它有一个数组成员int* data，内存的（取消）分配由 （de）构造函数处理。 I 创建了类 B，该类具有固定长度的类 A数组作为数据成员。

我的问题是：如何优雅地初始化成员A a[2]？在上面的代码中，A(10)和A(11)是在堆栈上创建的，当跳出范围时，它们的析构函数将被调用，因此数据无效。跳转main函数的作用域时，a[2]持有的指针将被释放两次，从而导致错误：

pointer being freed was not allocated .

一种可能的解决方案是仔细设计一个copy constructor和一个move constructor，通过这样做，上述编码范式就可以工作。

我尝试过的另一个解决方案是在class B初始化列表中初始化数组： 

B() : a { A(10), A(11) }

这个解决方案有效，我并没有真正告诉初始化列表的底层机制。我认为它一定与简单的构造和复制有很大不同。我真的希望一些专家能够对这种机制进行详细的解释。当然，这个解决方案是丑陋的硬编码，并不灵活。

所以我想知道C++是否有一些编程范式来解决这个设计问题？

在上面的代码中，A（10） 和 A（11） 是在堆栈上创建的

它们是临时对象。没有指定它们的创建位置或是否创建它们。

跳出范围时，将调用它们的析构函数

每个临时的析构函数将在相应的移动分配语句结束后调用。

一种可能的解决方案是仔细设计复制构造函数和移动构造函数，这样上述编码范式就可以工作。

还有{复制，移动}赋值运算符。当隐式声明的没有做正确的事情时，你应该总是这样做。如果您删除析构函数中的某些内容，它们永远不会做正确的事情。

我尝试过的另一种解决方案是在 B 类的初始化列表中初始化数组

这个解决方案有效，我并没有真正告诉初始化列表的底层机制。我认为它一定与简单的构造和复制有很大不同。

原始代码中的错误是行为不佳 A 的移动赋值运算符。由于初始化列表从不从临时分配中移动分配，因此它永远不会触发错误。

这实际上是您要求的构造a的更优雅的方式。不是因为它避免了错误，而是因为避免不必要的移动本质上是一件好事。

所以我想知道C++是否有一些编程范式来解决这个设计问题？

是的。RAII和单一责任原则。除非你的类不做任何其他事情，否则除了管理data指向的内存之外，它不应该管理内存。相反，它应将内存管理委托给 RAII 对象。在这种情况下，应使用 std::vector 成员。

class A {
    std::vector<int> data;
public:
    A(int s):data(s) {}
    A() = default;
};

使用初始值设定项列表构造 B：：a，如下所示：

class B {
    A a[2];
public:
    B() : a({10, 11}){
    }
};

理想的答案是强制A使用移动而不是副本，或者在副本上为项目分配新空间。在两者中，最有效的是前者，所以我将在下面对其进行扩展：

强制移动可以通过两种方式完成：

  • 删除复制构造函数和复制operator=，并实现自己的移动构造函数和operator=
  • 始终如一地使用std::move和std::swap。

其中，前者的优势在于您将无法意外复制该类，但对于后者，您正在移动的事实将更加明显。

要删除默认复制方法，请执行以下操作：

class A {
    A( const A& a ) = delete;
    A& operator =( const A& a ) = delete;
}
相关文章：