在不复制缓冲区和内存泄漏的情况下返回指向向量数据的指针答案

【问题标题】：Return pointer to vector's data without copying buffer and memory leaks在不复制缓冲区和内存泄漏的情况下返回指向向量数据的指针
【发布时间】：2017-05-10 12:27:07
【问题描述】：

这个问题应该很简单，但我不是 C++ 程序员。

想象一下，我有一个std::vector，其中填充了函数中的局部变量。我想做的是返回指向该数据的指针并从该函数中计数，而不是向量本身（因为它转到另一种语言，而不是 C++）。那么最好的方法是什么？

我敢打赌我可以用new 关键字声明向量，但是当我稍后在其pointer data 上调用free() 时，会不会有泄漏？

我也可以malloc() 新缓冲区，将向量的缓冲区复制到其中并返回新的缓冲区，但我希望我可以避免这种情况。

【问题讨论】：

如何将数据发送到其他语言？您可以只返回向量本身，然后使用v.data() 发送返回向量的内部指针吗？
vector 必须存在于其他语言使用它的地方。您要么不需要在其他语言完成之前从函数返回，要么将vector 移动到某个持久空间中，或者将保持vector 活动的责任交给其他语言。这些解决方案中的任何一个都可以，但是您的问题没有包含足够的信息来知道哪个是合适的。
malloc 和 free，new 和 delete。不要越过那些溪流。并且不要试图从它的眼皮底下删除vector的数据；这不好。
在函数外声明向量。将向量上的指针或链接传递给函数。填充函数内部的向量。你不需要调用“new”/“delete” - 向量正在做它而不是你;）

标签： c++ pointers vector memory-leaks

【解决方案1】：

您可以使用std::vector<T>& 作为参数声明您的函数，并仅返回vector.count()（请参阅Pass by reference in C++）。稍后，在客户端代码中将一个空的构造向量传递给该函数。

要获取指向原始数据的指针，您可以使用&vector[0] 或&vector.front()。从C++11开始，在vector中新增了一个成员函数：data()，返回容器中初始元素的地址。

一般情况下，不要使用不必要的malloc/free 操作，并避免在不必要时使用堆分配。考虑智能指针而不是原始指针和make_shared/make_unique而不是显式new。

【讨论】：

std::pair<std::vector<T>, int>> 毫无意义。您已经可以使用vector.size()。你的意思是std::pair<int *, int>> 伪造array_view 或span？
啊，好吧，我认为计数不是向量的计数
谢谢，所以基本上不可能做我想做的事！仍然赞成

【解决方案2】：

如果您的向量包含基本类型（例如 int）并且您知道内存将被释放释放，您可以使用：

if(v.empty()) return NULL;
int* retResut;
retResut= reinterpret_cast<int*>(std::malloc(v.size() * sizeof(int)));
std::memcpy(retResut,v.data(),v.size()* sizeof(int));
return retResut

【讨论】：

问题明确指出“没有内存泄漏”。
@nwp 来自原始问题：“但是当我稍后调用 free()”时，我认为稍后调用 free 是一种选择。
这是我在问题本身中考虑的选项，但谢谢！据我所知，我的问题只有一个答案：“不可能”

【解决方案3】：

假设您需要声明一个具有以下定义的函数：SomeType* foo();。您可以使用 std::vector::data 获取指向数据的原始指针 (c++11)。在 c++03 的情况下，您可以使用 &my_vector[0]（并且您必须检查空向量以避免运行时调试断言）

需要考虑一件事；它是从多个调用的线程与否：

当你只有一个线程调用foo:

std::vector<SomeType>& get_buffer()
{
    static std::vector<SomeType> data;
    return data;
}
SomeType* foo()
{
    std::vector<SomeType>& buffer = get_buffer();
    buffer.clear();

    //fill buffer with stuff with push_back

    return buffer.data();
}

当从多个线程调用时。静态变量是 initialized properly 但是 push_back 函数不是线程安全的。您还需要为每个线程使用不同的缓冲区，但这并不能保证总安全（考虑到您无法知道该数据的生命周期应该有多长）。 get_buffer 应该为每个线程返回一个唯一的 std::vector。您可以通过将static 更改为thread_local 来使用thread local storage（参见this）：
```
std::vector<SomeType>& get_buffer()
{
    thread_local std::vector<SomeType> data;
    return data;
}
```
thread_local 是自 c++11 的节点如果您使用的是 c++03，则需要使用 boost 库或平台特定代码。

【讨论】：