动态内存寻址和释放

Question

我正在尝试解决我正在实现动态数组的网络教程（未标记）的问题。但是，它在两个地方失败了：

1. 我尝试在函数ResizeDynamicArray(...) 中删除动态数组

2. 它正在输出不正确的数据。我希望看到：

   10 20 30 40 50
   10 30 40 50
   10 30 50
   

   ...但我得到了这个：

   8723216 8716480 701955994 201375930 10 
   8723216 701955994 201375930 10 
   8723216 701955994 10
   

解决方案的要求是：

• 使用 pointer to pointer 而不是 reference to pointer（顺便说一句，我已经成功实现了 reference to pointer 解决方案，但我正在尝试找出指向指针的指针解决方案）
• 不使用malloc/free
• 不使用vectors
• 必须使用如图所示的声明

有人可以建议我做错了什么吗？

int* CreateDynamicArray(int capacity, int &size);
void DeleteDynamicArray(int* dynamicArray, int &size);
void InsertElement(int* dynamicArray, int element, int &size, int &capacity);
void DeleteElement(int* dynamicArray, int elementIndex, int &size);
void ResizeDynamicArray(int** dynamicArray, int newCapacity);
void PrintArray(int *ptrArray, int capacity);

#include <iostream>

int main()
{
    int size = 0;
    int capacity = 0;

    int* ptrArray = CreateDynamicArray(capacity, size);

    InsertElement(ptrArray, 10, size, capacity);
    InsertElement(ptrArray, 20, size, capacity);
    InsertElement(ptrArray, 30, size, capacity);
    InsertElement(ptrArray, 40, size, capacity);
    InsertElement(ptrArray, 50, size, capacity);
    PrintArray(ptrArray, size);

    DeleteElement(ptrArray, 1, size);
    PrintArray(ptrArray, size);
    DeleteElement(ptrArray, 2, size);
    PrintArray(ptrArray, size);

    DeleteDynamicArray(ptrArray, size);

    ptrArray = nullptr;

    return 0;
}


int* CreateDynamicArray(int capacity, int &size)
{
    size = 0;
    return new int[capacity];
}


void DeleteDynamicArray(int* dynamicArray, int &size)
{
    if (dynamicArray != nullptr) {
        delete[] dynamicArray;
        dynamicArray = nullptr;
    }
    size = 0;
}


void InsertElement(int* dynamicArray, int element, int &size, int &capacity)
{
    if (size > capacity)
        capacity += 2;
    else
        capacity += 1;
    ResizeDynamicArray(&dynamicArray, capacity);
    dynamicArray[size] = element;
    size++;
}


void DeleteElement(int* dynamicArray, int elementIndex, int &size)
{
    for(int i = elementIndex + 1; i < size; i++)
        dynamicArray[i - 1] = dynamicArray[i];
    size--;
}


void ResizeDynamicArray(int** dynamicArray, int newCapacity)
{
    int *newArray = new int[newCapacity];
    for(int i = 0; i < newCapacity; i++) {
        newArray[i] = (*dynamicArray)[i];
    }
//  if (*dynamicArray != nullptr) {
//      delete [] *dynamicArray;
//  }
    *dynamicArray = newArray;
}


void PrintArray(int *dynamicArray, int size)
{
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        std::cout << dynamicArray[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

Answer 1

让我们看看InsertElement中的问题。你有：

void InsertElement(int* dynamicArray, int element, int &size, int &capacity)
{
    ...
    ResizeDynamicArray(&dynamicArray, capacity);
    ...
}

在此函数中，您可以在函数中本地修改dynamicArray 指向的内容。这不会改变调用函数中指针指向的内容。因此，您会遇到以下问题。

1. 调用函数中的变量未指向您期望它拥有的新分配的内存。
2. 调用函数使用它没有的内存，导致未定义的行为。
3. 您有内存泄漏。一旦你从InsertElement返回，函数中获取的内存就会丢失给程序。

修复它的方法是通过引用传递指针。

void InsertElement(int*& dynamicArray, int element, int &size, int &capacity)
{
    ...
    ResizeDynamicArray(&dynamicArray, capacity);
    ...
}

我建议将ResizeDynamicArray 更改为也接受引用指针。使用 int** 是 C 风格，而不是 C++ 风格。如果你确实改变了，你可以使用

    ResizeDynamicArray(dynamicArray, capacity);

上面。

这是我对函数声明的建议。我认为您可以相应地更新实现。

int* CreateDynamicArray(int capacity, int &size);
void DeleteDynamicArray(int*& dynamicArray, int &size);
void InsertElement(int*& dynamicArray, int element, int &size, int &capacity);
void DeleteElement(int* dynamicArray, int elementIndex, int &size);
void ResizeDynamicArray(int*& dynamicArray, int newCapacity);
void PrintArray(int *ptrArray, int capacity);

---

我注意到您在 ResizeDynamicArray 中有一个错误。您正在使用：

int *newArray = new int[newCapacity];
for(int i = 0; i < newCapacity; i++) {
    newArray[i] = (*dynamicArray)[i];
}

将值从旧数组复制到新数组。但是，旧数组没有新数组那么多的元素。您最终会从不应该访问的内存中复制值。有必要将旧容量作为参数传递给函数，以便您可以正确复制旧值。

Answer 2

我相信我有解决方案，感谢 R Sahu。

int* CreateDynamicArray(int capacity, int &size);
void DeleteDynamicArray(int* dynamicArray, int &size);
void InsertElement(int** dynamicArray, int element, int &size, int &capacity);
void DeleteElement(int** dynamicArray, int elementIndex, int &size);
void ResizeDynamicArray(int** dynamicArray, int newCapacity);
void PrintArray(int *ptrArray, int capacity);

#include <iostream>

int main()
{
    int size = 0;
    int capacity = 0;

    int* ptrArray = CreateDynamicArray(capacity, size);

    InsertElement(&ptrArray, 10, size, capacity);
    InsertElement(&ptrArray, 20, size, capacity);
    InsertElement(&ptrArray, 30, size, capacity);
    InsertElement(&ptrArray, 40, size, capacity);
    InsertElement(&ptrArray, 50, size, capacity);
    PrintArray(ptrArray, size);

    DeleteElement(&ptrArray, 1, size);
    PrintArray(ptrArray, size);
    DeleteElement(&ptrArray, 2, size);
    PrintArray(ptrArray, size);

    DeleteDynamicArray(ptrArray, size);

    ptrArray = nullptr;

    return 0;
}


int* CreateDynamicArray(int capacity, int &size)
{
    size = 0;
    return new int[capacity];
}


void DeleteDynamicArray(int* dynamicArray, int &size)
{
    if (dynamicArray != nullptr) {
        delete[] dynamicArray;
        dynamicArray = nullptr;
    }
    size = 0;
}


void InsertElement(int** dynamicArray, int element, int &size, int &capacity)
{
    if (size > capacity)
        capacity += 2;
    else
        capacity += 1;
    ResizeDynamicArray(dynamicArray, capacity);
    (*dynamicArray)[size] = element;
    size++;
}


void DeleteElement(int** dynamicArray, int elementIndex, int &size)
{
    for (int i = elementIndex + 1; i < size; i++)
        (*dynamicArray)[i - 1] = (*dynamicArray)[i];
    size--;
}


void ResizeDynamicArray(int** dynamicArray, int newCapacity)
{
    int *newArray = new int[newCapacity];
    for (int i = 0; i < newCapacity; i++) {
        newArray[i] = (*dynamicArray)[i];
    }
    if (*dynamicArray != nullptr)
        delete[] * dynamicArray;
    *dynamicArray = newArray;
}


void PrintArray(int *dynamicArray, int size)
{
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        std::cout << dynamicArray[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}