在使用模板类制作自定义向量时，我应该如何处理析构函数？答案

【问题标题】：How should I deal with the destructor, when making a custom vector with a template class?在使用模板类制作自定义向量时，我应该如何处理析构函数？
【发布时间】：2022-06-10 21:06:55
【问题描述】：

我尝试使用模板类制作我的自定义 Vector 类。

我希望我可以将我的 Vector<int> 放入 Vector<Vector<int>> 变量中。至少这是我所希望的……但它总是在析构函数代码处崩溃。

这是我的代码。

#include <iostream>
#include <string>

template <typename T>
class Vector {

    T* data;
    int capacity;
    int length;

public:

    typedef T value_type;

    Vector() {}

    Vector(int n) : data(new T[n]), capacity(n), length(0) {}

    void push_back(T input) { 
        data[length++] = input;
    }

    T operator[](int i) { return data[i]; }

    virtual ~Vector() { if (data) delete[] data; }
};

int main() {
    Vector<Vector<int>> v(3);
    Vector<int> vv(4);
    v.push_back(vv);
}

所以我想，也许我应该使用复制构造函数，因为似乎问题是v 在vv 之前被删除。好吧，如果我只是注释掉析构函数代码，它会起作用，但我觉得这不太合适......

所以我做了一个这样的自定义复制构造函数：

Vector(const T& other) { 

}

但它给了我一个错误，说“模棱两可的重载”......回头看，当然是错误的，因为data的T与other的T不同......

如何使我的自定义 Vector 类正常工作？（即我希望 push_back 按我的意图工作......）

【问题讨论】：

const T& other -> const Vector<T>& other?
除非你初始化data，否则这个成员变量的值可以是任意的。除非此值恰好为 null，否则调用 delete[] 会导致未定义的行为，在这种情况下会使您的程序崩溃。（您的默认构造函数不会将其初始化为 null。）顺便说一句：delete[] 可以使用 null 作为操作数来调用；在这种情况下，它根本什么都不做。在析构函数中检查 data 是否为 null 是不必要的。
注意：如果你想让v[0].push_back(1); 为Vector<Vector<int>> 工作，你应该引用[] 运算符：T& operator[](int i) { ... } 此外，我建议对索引使用无符号整数类型。通常size_t 用于此目的，这也是capacity/length 的首选类型。
正确实现向量并非易事，因为它必须涉及放置new。
您的类构造函数显式地进行动态内存分配。您需要确保所有构造函数（包括复制/移动构造函数）在需要时分配内存，并且赋值（复制/移动）运算符在需要时正确重新分配内存，否则复制 Vector 的实例将导致析构函数释放一些内存两次 - 这会导致未定义的行为。这些函数的隐式生成的默认值不会这样做。有关更多信息，请查看“三规则”或（C++11 及更高版本）“五规则”。

标签： c++ vector containers destructor rule-of-five

【解决方案1】：

一般问题

在类设计中，尤其是涉及内存/资源分配时，通常需要遵循"Rule of Five"（在 C++11 之前曾是“三法则”）：

如果您实现以下任何一项：

析构函数

复制/移动赋值运算符

复制/移动构造函数

那么您可能需要实现所有这些。

原因是它们中的每一个都可能需要一些资源管理逻辑，超出了语言默认提供的内容。

对于您的班级，这五个方法的签名将是：

Method	Signature
Copy constructor	`Vector(const Vector&)`
Move constructor	`Vector(Vector&&)`
Copy assignment operator	`Vector& operator=(const Vector&)`
Move assignment operator	`Vector& operator=(Vector&&)`
Destructor	`~Vector()` or `virtual ~Vector()`

您的特定班级

在您的具体情况下，有几个具体问题：

正如@UnholySheep 建议的那样，您错误地声明了复制构造函数。
您实现了默认构造函数；但是 - 它不分配任何东西，也不初始化任何东西！ data 指针包含任意垃圾，当您尝试释放它时，很可能会发生坏事。
您正在执行大量 T 值的复制，对于外部向量，这些值将是 Vector<int> 值 - 这可能会变得很昂贵。
即使您修复了上述问题，您仍应实施“五法则”中缺少的方法。

【讨论】：

【解决方案2】：

您的默认构造函数使对象完全未初始化。

考虑一下当你声明一个时会发生什么

Vector<int> foo;

foo 本质上得到一个随机内存地址为data，一个随机的length 和capacity。如果你释放它，这将产生烟花。

也许您通过始终创建具有预定义大小的向量来回避这个问题。幸运的是，尝试创建/销毁 Vector<Vector<int>> 会发现这一点，因为容器内的 Vector<int>[] 仍然包含这些定时炸弹。

【讨论】：