带指针的 C++ 结构：构造函数和析构函数

Question

我在调用 DLL 以执行优化任务的模拟程序时遇到问题。在研究了这个问题一段时间后，我认为我的问题在于我在 DLL 返回所需信息后用于释放内存的析构函数。仿真程序是在Borland C++ Builder v6上开发的，DLL是在MS Visual C++ 2005上开发的。

为了模拟程序 (P) 和 DLL 交换数据，我创建了两个结构 InputCPLEX 和 OutputCPLEX 和一个函数 optimize，它接受两个参数：一个类型为 InputCPLEX 的对象和一个类型为输入OutputCPLEX。这两个结构都在属于 P 项目和 DLL 项目的头文件structures.h 中声明。

InputCPLEX 和 OutputCPLEX 结构都有 int 和 int* 成员，所以基本上文件 structures.h 看起来像：

//structures.h
struct InputCPLEX{
  public:
  int i;
  int* inputData;
}
struct OutputCPLEX{
  public:
  int j;
  int* outputData;
}

想法是沿着模拟过程（P的执行），我周期性地调用DLL来解决一个优化问题，所以inputData是我的优化问题中的变量对应的数组，outputData是我的变量的最佳值数组。我知道使用 STL 容器会更容易，例如vector<int>，但是 - 如果我错了，请纠正我 - 在两个不同的编译器之间交换 STL 对象似乎很困难。

这是我的主文件（在 P 中）中的样子：

//main.h
InputCPLEX* input;
OutputCPLEX* output;
int* var;
int* sol;

//main.cpp    
[...] //lots of code
input = new InputCPLEX;
output = new OutputCPLEX;
int n = X; //where X is an integer 
var = new int[n]; 
[...] //some code to fill var
input->i = n; 
input->inputData = var; 
optimize(input,output); //calls the DLL
int m = output->j; 
sol = new int[n];
sol = output->outputData;
[...] //some code to use the optimized data
delete[] var;
delete[] sol;
delete input;
delete output;
[...] //lots of code

一年多以来，我一直在使用此代码，而文件structures.h 中没有任何构造函数或析构函数，因此没有执行结构成员的初始化。您可能已经猜到了，我不是 C++ 专家，事实上恰恰相反。我还想强调一下，我没有编写大部分模拟程序，只是一些功能，这个程序是由几个开发人员开发了 10 多年，结果相当混乱。

但是，直到最近，一切都运行良好。我决定向 DLL 提供更多信息（出于优化目的），因此在运行大型模拟（涉及大型数据集）时，模拟程序会系统性地崩溃。额外的信息是两个结构中的指针，我的猜测是程序正在泄漏内存，所以我尝试编写构造函数和析构函数，以便可以正确管理分配给结构 input 和 output 的内存。我尝试了以下代码，我发现在互联网上搜索：

//structures.h
struct InputCPLEX{
  public:
  int i;
  int* inputData;
  int* inputData2; // extra info
  int* inputData3; // extra info
  InputCPLEX(): i(0), inputData(0), inputData2(0), inputData3(0) {}
  ~InputCPLEX(){ 
    if (inputData) delete inputData;
    if (inputData2) delete inputData2;
    if (inputData3) delete inputData3;
  }
}
struct OutputCPLEX{
  public:
  int j;
  int* outputData;
  int* outputData2;
  int* outputData3;
  OutputCPLEX(): j(0), outputData(0), outputData2(0), outputData3(0) {}
  ~OutputCPLEX(){ 
    if (outputData) delete outputData;
    if (outputData2) delete outputData2;
    if (outputData3) delete outputData3;
  }
}

但它似乎不起作用：程序崩溃得更快，只用了很短的时间。有人可以帮我找出代码中的问题吗？我知道可能还有其他因素影响我的程序的执行，但是如果我将structures.h文件中的构造函数和析构函数都删除了，那么模拟程序仍然能够执行小型模拟，涉及到小数据集。

非常感谢您的帮助， 大卫。

Answer 1

你必须使用一致的方式新建 - 删除。如果new[] 获得了某些东西，您应该通过delete[] 将其删除，如果通过new -> 则通过delete 删除。在您的代码中，您通过new 创建input 和output，但通过delete[] 删除。

顺便说一句，您不必在删除之前检查指针是否为零。 delete 处理零指针没有问题。

Answer 2

我在您的代码中发现了几个问题：

1) 内存泄漏/双重删除：

sol = new int[n];
sol = output->outputData; 

在这里，您在初始化后立即覆盖sol 指针，new int[n] 分配的数据被泄露。您还可以在sol 中双重删除指针 - 第二次在output 的析构函数中。 var 也有同样的问题 - 你删除了两次，通过显式 delete[] 和 input 的析构函数。

使用delete添加析构函数后出现双重删除问题，看起来之前没有问题。

正如@Riga 提到的，您使用new[] 分配数组，但在析构函数中使用delete 而不是delete[]。这是不正确的，这是未定义的行为。尽管这看起来不像是崩溃的原因。在现实世界中，大多数编译器对内置和 POD 类型实现 delete 和 delete[] 并没有什么不同。只有当您 delete 具有非平凡析构函数的对象数组时才会出现严重问题。

2) output->outputData 分配在哪里？如果在 DLL 中，这是另一个问题，因为如果在使用另一个编译器实现的 DLL 中分配内存，您通常无法在主程序中安全地释放内存。原因是new/delete实现不同，主程序和DLL运行时使用的堆不同。

您始终应在同一侧分配/取消分配内存。或者使用一些常见的低级 API - 例如VirtualAlloc()/VirtualFree() 或 HeapAlloc()/HeapFree() 具有相同的堆句柄。

Answer 3

这看起来很奇怪：

int m = output->j; 
sol = new int[n];
sol = output->outputData;

据我了解，您以 m 为单位返回大小，但使用 n 分配 然后通过将指针 (sol) 设置为 outputData 来覆盖数组 我想你的意思是这样的：

int m = output->j; 
sol = new int[m];
memcpy(sol,output->outputData,sizeof(int)*m);