用 std::vector<T*> 控制内存答案

【问题标题】：Controlling memory with std::vector<T*>用 std::vector<T*> 控制内存
【发布时间】：2014-02-14 05:05:53
【问题描述】：

假设T 包含一个数组，其大小可能因初始化而异。我正在传递一个指向向量的指针以避免复制所有数据，并初始化如下：

for(int i=10; i < 100; i++)
    std::vector.push_back(new T(i));

退出时，一个deletes 是向量的元素。如果T 中包含的数据也是一个指针，即使有好的析构函数，是否存在内存丢失的风险？例如

template<class M> class T{
    M * Array;
public:
    T(int i) : Array(new M[i]){ }
    ~T(){ delete Array;}
};

【问题讨论】：

为什么不在T 中使用矢量，省去自己处理Rule of Three 的麻烦？为什么不使用vector<T> 来省去删除元素时删除元素的麻烦？
所以，T 有一个M 类型的底层数组，并且您将指向T 的指针存储在std::vector 中？为什么不直接使用std::vector<std::vector<M>> 并避免所有不必要的手动内存管理？
另外，如果您可以emplace_back 项目，您也将避免复制内容。
您到底想做什么？并且不要说存储指向包含指向数组的指针的类的指针向量。对于任何问题，这都是一个糟糕的解决方案，而不是你现在想解决的问题。
@rubenvb：从代码来看，OP 的目标是简单地拥有一个动态数组的动态数组，存储M 的实例，即std::vector<std::vector<M>>，但可能由于现有代码，卡住了使用T 分配Ms 的C 数组。

标签： c++ pointers memory-management vector

【解决方案1】：

你的班级T有两个主要问题：

您使用delete 而不是delete [] 来删除数组，导致未定义的行为
您没有实现（或删除）复制构造函数和复制赋值运算符（根据Rule of Three），因此存在两个对象都试图删除同一个数组的危险。

这两个问题都可以通过使用std::vector 轻松解决，而不是编写自己的版本。

最后，除非您有充分的理由（例如多态性）来存储指针，否则请使用std::vector<T>，这样您就不需要手动删除元素。在删除元素或离开向量范围时很容易忘记这样做，尤其是在抛出异常时。（如果您确实需要指针，请考虑使用unique_ptr 自动删除对象）。

【讨论】：

【解决方案2】：

答案是：不要。

任意使用

std::vector<std::vector<M>> v;
v.emplace_back(std::vector<M>(42)); // vector of 42 elements

或（讨厌）

std::vector<std::unique_ptr<M[]>> v;
// C++11
std::unique_ptr<M[]> temp = new M[42]; // array of 42 elements
v.emplace_back(temp);
// C++14 or with handrolled make_unique
v.emplace_back(std::make_unique<M[]>(42);

它们都以最小的开销为您做所有事情（尤其是最后一个）。

请注意，使用new 参数调用emplace_back 并不像您想要的那样安全，即使结果元素是智能指针也是如此。为此，您需要使用 C++14 中的std::make_unique。存在各种实现，它不需要什么特别的。它只是从 C++11 中省略了，将添加到 C++14 中。

【讨论】：

由于在 M 数组的构造和其 unique_ptr 包装器的构造之间可能发生异常，是否存在异常安全问题？
@JAB 是的，当向量在调整大小以容纳新元素时抛出，并让您分配的内存遭受痛苦并孤独地死去，就会发生这种情况。请参阅 cmets here 进行讨论，并参阅 here 了解更多关于它何时会咬你的示例。
@rubenvb 那么std::make_unique(new M[42]) 和std::unique_ptr<M[]>(new M[42]) 有什么区别呢？ make_unique 只有当它没有获得分配的指针，而是调用 new 本身时才会更安全。另外，当它只是一个参数时，构造临时unique_ptr和使用make_unique没有区别，使用后者只会使代码更加一致。
@KonstantinOznobihin 您对make_unique 的调用是正确的（我已修复了调用），但在其有用性方面却没有。请参阅here，了解与这种情况有关的问题。
@rubenvb 根本没有，在上述情况下，emplace_back(new T) 与 emplace_back(unique_ptr<T>(new T)) 完全不同。