释放指向保留嵌套变量内存地址的结构的指针

Question

template<typename T>
T& List<T>::popFront()
{
    if (head == NULL)
        throw std::underflow_error("List error: no head node available\n");
    if (tail == head)
        tail = NULL;
    T item = head->item;
    head = head->next;
    return item;
}

我有一个包含以下字段的递归结构 ListNode：

template <typename T>
struct ListNode {
    T item;
    ListNode* next;
    ...
}

问题是我想在 popFront 过程之后释放一个头节点，但是由于所有嵌套节点都间接指向同一个地址，它们的地址也从堆中消失了。所以现在正如你在上面看到的，我只是将头节点的指针地址更改为下一个，我认为这会导致内存泄漏。

我不排除我对这种方法和我的假设绝对错误。请考虑执行此类任务的最有效方式，如果这种释放确实是必要的。

Answer 1

这里有几个问题。

template<typename T>
T& List<T>::popFront()
{
    if (head == NULL)
        throw std::underflow_error("List error: no head node available\n");
    if (tail == head)
        tail = NULL;
    T item = head->item;
    head = head->next; //Memory leak, you just lost your only pointer to the head item
    return item; //Returning reference to stack variable, undefined behavior
}

我建议您将签名更改为按值返回，以便您可以返回本地并释放堆中的元素。

template<typename T>
T List<T>::popFront()
{
    if (head == NULL)
        throw std::underflow_error("List error: no head node available\n");
    if (tail == head)
        tail = NULL;
    T item = head->item;
    ListNode* old_head = head; //keep this for deallocation
    head = head->next;
    delete old_head; //Deallocate the old head
    return item; //Return by value
}

当然，您可以采用std::list 的行为，并有不同的访问和弹出方法，分别为front() 和pop_front()。

根据签名，front() 返回一个引用，如果T 是一个重对象，则效率更高。

当然，这一切都假设您是出于学术目的。否则，好吧，使用std::list 或类似的标准库容器。

Answer 2

当你弹出头部时，在删除它之前，抓住下一个指针并使其成为头部。

template<typename T>
T List<T>::popFront()
{
    if (head == NULL)
        throw std::underflow_error("List error: no head node available");
    if (tail == head)
        tail = NULL;
    T item = head->item;
    ListNode *next = head->next;    // Grab next
    delete head;                    // Now it is safe to delete head
    head = next;                    // Head now points to next
    return item;
}

这里需要尾巴吗？当只有一个节点时，为什么不让下一个头等于NULL？

编辑：刚刚注意到。您不应该返回对Item 的引用，因为我们正在销毁持有它的ListNode。按值返回。或者，您可以返回 ListNode* 而不是删除它，但这可能不是您希望 List 的界面工作的方式。