指针实际上并不指向对象本身？答案

【问题标题】：Pointers not actually pointing to objects themselves?指针实际上并不指向对象本身？
【发布时间】：2011-08-21 01:44:30
【问题描述】：

我目前有一个类Foo 的向量和另一个指向向量中Foo 子集的指针向量。我目前有一个函数可以从vector<Foo *> 中选择一些指针，然后从实际包含它们的vector<Foo> 中删除它们。因此，一开始，这两个向量如下所示：

//Foo classes in vector<Foo>
a
b
c
d

和

//Foo pointers in vector<Foo *>
*a
*b
*c
*d

但是，我发现删除Foo 后，比如b，它们看起来像这样：

//Foo classes in vector<Foo>
a
c
d

和

//Foo pointers in vector<Foo *>
*a
*c
*d
*d

为什么vector<Foo *> 中指向c 的指针在b 在vector<Foo> 中被删除后不会一直指向c？有什么办法可以补救吗？

（我知道如果我删除b，指向b 的原始指针将是一个悬空的指针；但是，由于无论如何我都不打算在删除b 后访问它，所以我认为它不会很重要，我可以用指向c的指针转到下一个索引）

编辑：

根据要求，填充指针向量的代码：

for(int i = 0; i < a.size(); i++) //a is the vector<Foo>
{
    Foo * thisFoo = &a[i];
    if(someConditionMet)
        b.push_back(thisFoo); //b is the vector<Foo *>
}

【问题讨论】：

请提供填充数组的代码，这是必不可少的部分。
让我戴上我的通灵帽。

标签： c++ pointers vector

【解决方案1】：

vector 将其元素存储在一个数组中。数组是元素的连续序列。

如果您有一个 vector 包含元素 a, b, c, d 并删除元素 b，则元素 c 和 d 在数组中向下移动一个索引以填充由已删除元素创建的孔，留下包含a, c, d 的数组。

指针在移动时不会“跟随”vector 中的元素。如果您有一个“指向c”的指针，那么该指针确实指向“数组中索引2 处的元素”。当您从数组中删除b 时，“索引2 处的元素”然后是d，而不是c。

如果您希望一个对象有一个永远不会改变的固定地址，您应该自己动态分配它并使用智能指针（如unique_ptr 或shared_ptr）跟踪它。

【讨论】：

哦，我明白了。我忘记了指针只是指向内存位置而不是跟随实际对象本身。
@Tomalak：嗯，我的精神力量并不是特别可靠。不过，我喜欢有机会尝试使用它们。 :-)
请记住，从 std::vector 中删除元素可能会导致它被重新分配，从而使指向其中元素的所有指针无效。
@Novelocrat：擦除永远不会导致重新分配。
或者，@wrongusername 可以切换到 std::list。从列表中删除元素不会移动以下元素。

【解决方案2】：

如果你想完成这样的事情，你将无法使用vector<foo> 来实际负责foo 对象本身。在我看来，您的foo* 的子向量必须实际上指向vector<foo> 负责的内存。（因此，这就是为什么您仍然会在末尾看到指向 d 的附加指针，而您的长度仍然为 4。）

在我看来，您真正想要做的是使用两个vector<foo*>，并手动创建第一个存储的对象，而不是让向量本身负责对象。然后让您的第二个vector<foo*> 简单地将指针复制到您创建的对象。这样，当您从第一个 vector<foo*> 中删除项目时，它只会删除其指针副本，而您的第二个 vector<foo*> 将不受影响。

考虑一下不涉及向量：

// create the initial storage for all the foo
foo* fooarray = new foo[foo_count];

// create all the foos for the array
for (int i=0; i < foo_count; ++i)
   fooarray = new foo();

// get a pointer to a subset of foo 
foo* foo_subset_pointer = &fooarray[10];

// make a list of a subset of the fooarray pointers
foo* foo_subset_list = new foo[10];
for (int i=0; i < 10; ++i)
    foo_subset_list = fooarray[i];

所以，现在当你从 fooarray 中删除一个元素时：

// remove fooarray[3]
delete fooarray[3]; 
for (int i=4; i < 20; ++i)
   fooarray[i-1] = fooarray[i];

foo_subset_pointer 将删除其原始项目 3，因为它只是指向现有数组的指针。（如果你访问foo_subset_pointer[19]，它仍然会有一个指向与foo_subset_pointer[18]相同的东西的指针，因为这些项目没有归零......）

但更糟糕的是，foo_subset_list[3] 仍然指向原来的位置：但它是无效的，因为它被删除了！这就是为什么当您处理要保留的子集时，您不想让向量负责您的列表项。

相反，听起来您希望您的第一个向量只删除项目（上面的 for 循环）而不是 delete。在这种情况下，它使您的foo_subset_list[3] 保持不变，并且仍然指向有效的foo。额外的困难是您现在必须确保在将来的某个时候执行delete foo_subset_list[3];。但它可以让您拥有似乎是您想要的行为。

【讨论】：

【解决方案3】：

当vector 中的对象被删除时，vector 中较大索引处的所有对象都将向下移动以关闭“洞”。指向这些对象中的任何一个的指针都变得无效。检测这种情况的唯一方法是首先不要进入那种情况——不要将指向非constvectors 中的对象的指针存储起来，因为这很危险。

【讨论】：