为什么在为数组指针重载运算符+和=时会得到奇怪的输出[重复]

Question

提前非常感谢！我在使用 C++ 时编写自己的矩阵类，我使用一维数组来存储数据，并使用指向该数组的指针来管理我的数据。当我试图重载 operator= 时，会发生奇怪的事情......在 operator= 函数中打印的矩阵输出正确的东西，但它在函数之外输出奇怪的东西，我想不出任何理由来解释这个问题，下面是我的代码：

class Matrix2d{

    public:

        float* data;
        int rows;
        int cols;

        Matrix2d(int _rows, int _cols, float num){
            rows = _rows; cols = _cols;
            data = new float [rows * cols];
            std::fill(data, data + (rows * cols), num);
            return;
        }

        ~Matrix2d(){
            delete[] data;
        }

        Matrix2d operator+(const Matrix2d& matrix){
            if (matrix.cols != this->cols || matrix.rows != this->rows){
                std::cout << "[ERROR] Matrix size does not match." << std::endl;
                throw;
            }
            Matrix2d output(this->cols, this->rows, 0);
            float* ptr = output.data;
            for (int i = 0; i < this->rows * this->cols; ++i){
                *ptr = this->data[i] + matrix.data[i];
                ++ptr;
            }
            return output;
        }

        void operator=(const Matrix2d& matrix){
            this->rows = matrix.rows; this->cols = matrix.cols;
            delete[] this->data;
            this->data = matrix.data;
            std::cout << "Output from =" << std::endl;
            std::cout << *this << std::endl;
        }


        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const Matrix2d& matrix){
            
            stream << "Matrix2d([";
            float* ptr = matrix.data;
            for (int i = 0; i < matrix.rows; ++i){
                stream << ((i == 0)? "[":"          [");
                for (int j = 0; j < matrix.cols; ++j){
                    stream << ptr << ((j == matrix.cols - 1)? "]":",");
                    ++ptr;
                }
                if (i != matrix.rows - 1){ stream << '\n'; }
            }
            stream << "])" << std::endl;
            return stream;
        }
};

我在 operator= 函数内打印了矩阵，它是正确的，但它不在该函数之外：

int main(){
    
    Matrix2d A(3, 3, 1), B(3, 3, 5);
    cout << A << endl;
    cout << B << endl;
    A = A+B;
    cout << A << endl;
    return 0;

}

输出：

Matrix2d([[1,1,1]
          [1,1,1]
          [1,1,1]])

Matrix2d([[5,5,5]
          [5,5,5]
          [5,5,5]])

Output from =
Matrix2d([[6,6,6]
          [6,6,6]
          [6,6,6]])

Matrix2d([[9.93522e-38,0,6]
          [6,6,6]
          [6,6,6]])

我不知道前两个条目是从哪里来的，后两个矩阵的内存地址完全一样，我不明白为什么只有两个值发生了变化，地址：

Matrix2d([[0x159fb30,0x159fb34,0x159fb38]
          [0x159fb3c,0x159fb40,0x159fb44]
          [0x159fb48,0x159fb4c,0x159fb50]])

Matrix2d([[0x159fac0,0x159fac4,0x159fac8]
          [0x159facc,0x159fad0,0x159fad4]
          [0x159fad8,0x159fadc,0x159fae0]])

Output from =
Matrix2d([[0x159bb20,0x159bb24,0x159bb28]
          [0x159bb2c,0x159bb30,0x159bb34]
          [0x159bb38,0x159bb3c,0x159bb40]])

Matrix2d([[0x159bb20,0x159bb24,0x159bb28]
          [0x159bb2c,0x159bb30,0x159bb34]
          [0x159bb38,0x159bb3c,0x159bb40]])

如何在我退出函数后简单地更改相同地址的值？另外，如果我使用类似的东西：

C=A+B; A=C;

这将给出正确的结果。

Answer 1

在您的operator= 中，您分配了this->data = matrix.data。当临时实例被销毁时，matrix.data 被释放，您现在正在引用释放的内存。

但是，对于 C=A+B，有一种特殊情况称为 copy elision，其中生成的实例是在 C 创建的，实际上没有调用 operator=。

由于您使用const Matrix2d& 定义了运算符，因此它是一个复制分配器。重新分配另一个块并复制数据应该是正确的。

或者，创建一个移动分配器（接受 Matrix2d&& 的单个参数）并在移动后将 matrix.data 设置为 nullptr。