C++ 复制构造函数 - 指针分段错误的深度复制

Question

我最近开始通过高级计算机科学基础 MOOC 学习 C++。我们有一个在隐藏的 .h 文件中声明的挑战（不能更改），我们需要对在 .h 文件中初始化的所有成员函数/构造函数/析构函数进行编码。

为避免作弊或任何人为我工作，如果有人能帮助解释我做错了什么以及我在做什么以导致分段错误，我将不胜感激。我已经搜索并搜索了所有深层和浅层副本指南，但似乎无法理解我做错了什么。

这是.h文件：

  class Pair {
    public:
      int *pa,*pb;
      Pair(int, int);
      Pair(const Pair &);
      ~Pair();
   };

要指出的两件事是，pa/pb 是指向整数的指针，而不仅仅是整数，即使我读到了“三巨头的规则”，它解释了如果我有复制构造函数或析构函数，我也应该有赋值运算符。

继续前进，我尝试了很多方法来使其正常工作，并包含大量诊断消息，并且可以看到我在哪里搞砸了，但无法理解 为什么 或我 应该做。

自定义构造函数 我觉得还可以：

 Pair::Pair (int a,int b) {
      int *pa = new int(a);
      int *pb = new int(b);
      std::cout << "pa points to value : " << *pa <<std::endl;
      std::cout << "pb points to value : " << *pb <<std::endl;
      std::cout << "custom constructor resolved "<<std::endl;
    }

复制构造函数 请原谅我试图排除故障的所有 cmets。

    Pair::Pair(const Pair &obj) {

    int *const * a = &obj.pa;
    int *const * b = &obj.pb;
    int *pa = new int;
    int *pb = new int;
    pa = *a;
    pb = *b;

    std::cout << "obj.pa address is : " << &obj.pa <<std::endl;
    std::cout << "obj.pb address is : " << &obj.pb <<std::endl;
    std::cout << "obj.pa points at : " << obj.pa <<std::endl;
    std::cout << "obj.pb points at : " << obj.pb <<std::endl;

    std::cout << "pa address is : " << &pa <<std::endl;
    std::cout << "pb address is : " << &pb <<std::endl;
    std::cout << "pa is pointing at : " << pa <<std::endl;
    std::cout << "pb is pointing at : " << pb <<std::endl;
    std::cout << "copy constructor called "<<std::endl;
     }

析构函数 我认为我在这方面做得还不错：

    Pair::~Pair() {
      delete pa; pa = nullptr;
      std::cout << "pa deleted " << std::endl;

      delete pb; pb = nullptr;
      std::cout << "pb deleted " << std::endl;
    }

主要 系列测试

int main() {
  Pair p(15,16);
  Pair q(p);
  Pair *hp = new Pair(23,42);
  delete hp;

  std::cout << "If this message is printed,"
    << " at least the program hasn't crashed yet!\n"
    << "But you may want to print other diagnostic messages too." << std::endl;
  return 0;
}

看这个程序会创建一对 p;然后创建一个深拷贝对 q；然后创建一个指向对 hp 的指针，该指针指向堆上的一对 23,42；然后删除指向配对 hp 的指针。除了复制构造函数之外，一切似乎都可以正常编译和运行。主要问题是 &obj.pa 似乎只是在提取对象 obj 的指针 *pa 指向的地址，而不是检索实际的取消引用值。

这里的附加信息是执行 .main 时的终端输出（添加附加注释）：

pa points to value : 15            // pair p.pa correct
pb points to value : 16            // pair p.pb correct
custom constructor resolved        // pair p made
obj.pa address is : 0x7fff1887c780 // address original object pointer pa stored 
obj.pb address is : 0x7fff1887c788 // address original object pointer pb stored
obj.pa points at : 0x2             // address pointer obj pa is directed to (I want the value not this)
obj.pb points at : 0x40102d        // address pointer obj pb is directed to (I wand the value not this)
pa address is : 0x7fff1887c728     // pa address on stack
pb address is : 0x7fff1887c730     // pb address on stack
pa is pointing at : 0x2            // address value copied not address itself
pb is pointing at : 0x40102d       // address value copied not address itself
copy constructor called            // copy constructor runs through albeit incorrect
pa points to value : 23            // hp.pa
pb points to value : 42            // hp.pb
custom constructor resolved        // constructor made on heap from pointer hp
pa deleted deleted original pa     // (made from pointer to pair hp)
pb deleted deleted original pa     // (made from pointer to pair hp)
If this message is printed, at least the program hasn't crashed yet!
But you may want to print other diagnostic messages too.
pa deleted                         // deleted original pa (made from pair p)
pb deleted                         // deleted original pb (made from pair p)

我运行并在所有执行后得到“分段错误”，我不太明白。而且在 C++ 中这么早，我什至对我的术语没有信心来帮助我的搜索能力。

Answer 1

您有两个重大错误。

首先，您要在构造函数中重新声明指针。

Pair::Pair (int a,int b) {
    int *pa = new int(a);
    int *pb = new int(b);
    ...

应该是

Pair::Pair (int a,int b) {
    pa = new int(a);
    pb = new int(b);
    ...

通过重新声明指针，您将要分配的类中的指针隐藏起来，而是分配给仅存在于构造函数中的局部变量。

复制构造函数中的问题完全相同。

其次，当您执行复制构造函数时，您不会复制右侧指针的内容。您正在复制指针本身。

实际上比这容易得多，只需从其他构造函数中调整代码即可。

Pair::Pair(const Pair &obj) {
    pa = new int(*obj.pa);
    pb = new int(*obj.pb);

除了我们使用来自obj 的值而不是来自参数的值来初始化整数之外，与其他构造函数中的代码相同。

或者，如果您喜欢较小的步骤

Pair::Pair(const Pair &obj) {
    int a = *obj.pa;
    int b = *obj.pb;
    pa = new int(a);
    pb = new int(b);