自定义字符串类中的段错误

Question

所以我正在尝试完成这个非常基本的字符串类（MyString）。一切似乎都正常，但是当我将其上传到作业站点时，它显示了一个段错误。上传网站使用了电围栏，但并没有提供太多关于故障发生位置的信息。它基本上贯穿每个函数并为其返回通过/失败/错误。对于getline 函数，它返回了一个错误。

另外，上传网站使用 valgrind 没有报告错误。

编辑：我差点忘了，当我在驱动程序中调用该函数时，它从文件messages.txt 中读取，其中包含一行文本：Testing this program... PLEASE WORK

下面是getline 函数（因为它存在于实现文件中），它似乎是错误的根源：

// reads line from istream ... line end at newline char of choice) -- '\n' in this case
void MyString::getline(istream &inFile, char delimit)
{
    int index = 0;
    do
    {
        data[index] = inFile.get();
        index ++;
        if (index + 1 > capacity)
        {
            MyString tempStr;
            delete [] tempStr.data;
            tempStr.data = new char [capacity];
            for (int i = 0; i <= index; i++)
            {
                tempStr.data[i] = data[i];
            }
            capacity += 5;
            size = index;
            delete [] data;
            data = new char [capacity];
            for (int i = 0; i <= size; i++)
            {
                data[i] = tempStr.data[i];
            }
            delete [] tempStr.data;
            tempStr.data = NULL;
        }
    }
    while (!inFile.eof() && data[index-1] != delimit);
   if (data[index - 1] == delimit)
    {
        index -= 1;
        if (static_cast<double>(index)/capacity < .25 && capacity > 5)
        {
            capacity -= 5;
            char *temp = new char [capacity];
            for (int i = 0; i < index; i++)
            {
                temp[i] = data[i];
            }
            delete [] data;
            data = temp;
        }
    }
    data[index] = '\0';
    size = index + 1;
}

我觉得要么是我忽略了一些非常简单的事情，要么是我处理这个特定功能的方式中的一个根本缺陷。任何帮助表示赞赏。我对编程非常陌生（几周后），我只是想维持生计——同时注册了 CompSci 1 + 2。

此外，下面是更多的实现文件——特别是构造函数（减去副本）和一些重载的运算符。虽然我可以最终编译它并成功连接类对象，但上传站点在测试“连接”时返回失败。没有任何关于哪个操作员失败的反馈。我很好奇我的代码中可能导致这种情况的原因。再次感谢。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include "MyString.h"

using namespace std;

//default constructor - works
MyString::MyString()
{
    capacity = 5;
    size = 0;
    data = new char [capacity];
}

// constructor with character string
MyString::MyString(const char *cString) 
{
    int index = 0;
    capacity = 5;
    while ( cString[index] != '\0')
    {
        index++;
    }
    size = index + 1;
    while (size > capacity)
    {
        capacity += 5;
    }
    data = new char[capacity];
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        data[i] = cString[i];
    }
}

// copy constructor
MyString::MyString(const MyString &aMyString)
{
    capacity = aMyString.capacity;
    size = aMyString.size;
    data = new char [capacity];
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        data[i] = aMyString.data[i];
    }
}
// overloaded += operator
void MyString::operator+=(const MyString &aMyString)
{
    int tSize1 = size;
    int holder = 0;
    size += aMyString.size - 1;
    while (size > capacity)
    {
        capacity += 5;
    }
    char *tempArr = new char [capacity];
    for (int i = 0; i < (tSize1 - 1); i ++)
    {
        tempArr[i] = data[i];
    }
    for (int i = (tSize1 - 1); i < size; i++)
    {
        tempArr[i] = aMyString.data[holder];
        holder ++;
    }
    delete [] data;
    data = tempArr;
}

// overloaded + operator
MyString MyString::operator+(const MyString &aMyString) const
{
    int holder = 0;
    MyString tempS;
    int tSize1 = size + aMyString.size - 1;
    int tCap1 = capacity + aMyString.capacity;
    if (static_cast<double>(tSize1)/tCap1 < .25 && tCap1 > 5)
    {
        tCap1 -= 5;
    }
    tempS.size = tSize1;
    tempS.capacity = tCap1;
    delete [] tempS.data;
    tempS.data = new char [tempS.capacity];
    for (int i = 0; i < (size - 1); i ++)
    {
        tempS.data[i] = data[i];
    }
    for (int i = (size - 1); i < tSize1; i++)
    {
        tempS.data[i] = aMyString.data[holder];
        holder ++;
    }
    return tempS;
}

Answer 1

我不知道这些是否都是你的错误，但我发现有两个从代码中脱颖而出：

for (int i = 0; i <= index; i++)
{
    tempStr.data[i] = data[i];
}
[snip]
for (int i = 0; i <= size; i++)
{
     data[i] = tempStr.data[i];
}

两个for 语句都访问了比它们应该访问的字符多一个。如果您想处理某事 5 次，例如在基于零的索引中，请检查 i < 5 而不是 i <= 5 。如果我没记错的话，你在这两个 for 循环中都犯了这个错误。我认为他们应该是：

for (int i = 0; i < index; i++)

和

for (int i = 0; i < size; i++)

在数组边缘之外写入内存可能会导致诸如段错误之类的问题。

Answer 2

马上，问题出在您的operator +=。它应该返回对对象的引用，而不是 void。

第二，operator +应该写成operator +=。相反，您“从头开始”编写了整个 operator +，复制了 operator +=

中的代码

下面是operator+的实现方式：

// overloaded + operator
MyString MyString::operator+(const MyString &aMyString)
{
    MyString result = *this;   // copy the object
    result += aMyString;   // call the operator += (where the real work is done).
    return result;   // just return the result 
}

你的 operator+=，需要这样定义：

MyString& MyString::operator+(const MyString &aMyString)
{
   // code to do work
   return *this;
}

第三，你没有实现赋值运算符。您实现了复制构造函数，但没有实现赋值运算符。除非您没有发布它，否则如果您想将一个字符串分配给另一个字符串，则必须实现它。

最后，您的operator+= 有一个缺陷。它在这里改变了size 的值：

size += aMyString.size - 1;

然后尝试分配内存。如果内存分配失败（new 抛出异常）怎么办？您如何将size 的值“回滚”到其原始值？你不能，至少你的实现不能。

总而言之，仅仅因为您的实现“工作”并不意味着它真的工作正常。我在上面指出的事情（没有赋值运算符，运算符 += 不返回引用，*this）只是两个问题。

这样的任务的问题在于，它会给你一种错误的成就感，事实上，你编写的代码有你从未意识到的错误，但更糟糕的是，很容易创建。例如：

int main()
{
  MyString s("abc");
  MyString t("123");
  s = t;
}

如果没有赋值运算符，该代码会由于内存泄漏和双重删除错误而失败。

确实需要一个中级到高级程序员才能创建是的，听起来很简单的“字符串”类，至少可以通过所有测试，使字符串类在实际程序中可用。