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够工作：

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

我对该函数的第一个实现对此不安全，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，编译时报如下错误：

error: lvalue required as unary '&' operand

所以我想到了最后一个选项：

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

但这会在运行时产生分段错误，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与 nullptr 一起工作？

Answer 1

在您的示例中，您将 int ** ptrToPtr 按值传递给 modifyPtr() 函数。这意味着您不能修改值本身，因为它实际上是提供给堆栈上函数的值的副本。

执行此操作的正确方法（即替代评论中提供的其他方法）是：

int* ptr = nullptr;
modifyPtr(&ptr);

传递 int* 的地址（即指向指针的指针）允许您修改它并为其赋值。

Answer 2

您需要验证传递给函数的实际指针，然后才能取消引用它以访问所指向的变量，例如：

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

int** ptr = nullptr;
modifyPtr(ptr); // <- ptr will not be dereferenced!

int* ptr = nullptr;
modifyPtr(&ptr); // <- OK
...
delete ptr; // <- don't forget this!

根据函数的性质，在将指针更改为指向新内存之前，它可能需要也可能不需要释放所指向的内存，例如：

void initPtr(int ** ptrToPtr)
{
    if (ptrToPtr)
        *ptrToPtr = new int(42);
}

void modifyPtr(int ** ptrToPtr)
{
    if (ptrToPtr)
    {
        delete *ptrToPtr;
        *ptrToPtr = new int(45);
    }   
}

int* ptr;
initPtr(&ptr);
...
modifyPtr(&ptr);
...
delete ptr;

所以要注意这一点。

Answer 3

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，很容易混淆代码的reader。

相反，我建议您不要尝试使用空指针输入创建函数 "work"，而是要求传递一个指针地址，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，以防止调用者出错：

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。你可以简单地 return 一个指针：

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

忽略我建议的改进设计，您可以让函数创建一个新指针和return它的地址。使用自动存储根本不可能。您可以改用动态存储。但即使那样，您也必须通过引用将指针传递给指针才能实际修改它：

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

但是，你必须记住，由于是动态分配的，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设计没有任何优势。

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.

确实是内存泄漏，但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副本，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分段错误。

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，这个特殊的例子太简单了，一开始就为它写一个函数毫无意义。

在 C++ 中为空 ptr-to-ptr 赋值

Assigning a value to a null ptr-to-ptr in C++

c++

pointers

new-operator