类私有数据 - 在堆栈或堆上

Posted 2023-02-21

【中文标题】类私有数据 - 在堆栈或堆上

【英文标题】：Class private data - on stack or heap

【发布时间】：2012-11-17 00:44:31

【问题描述】：

在以下代码中：

class Array 
   public:
      int& operator[] (unsigned i)  if (i > 99) error(); return data[i]; 
   private:
      int data[100];
;

int main()

   Array a;
   a[10] = 42;
   a[12] += a[13];
   ...

（如果我错了，请纠正我）类型为 Array 的变量 a 在堆栈上，因为没有使用 new 来分配它。 Array类有int data[100]，操作符重载返回对data中特定索引的引用。

参考question。

我的问题是 int data[100] 是在堆栈上还是在堆上？我认为它不应该是堆栈，否则像上面的引用返回如何仍然有效。

谢谢。

【参考方案1】：

它在堆栈上，因为您已经注意到 a 是在堆栈上分配的。

栈和堆一样是内存；您可以返回对其中一部分的引用，就像在堆上分配的内存一样。唯一的区别在于内存的管理方式。

您唯一需要注意的是不要访问已被释放的内存；在堆栈的情况下，这发生在a 范围的末尾，而堆分配的数据必须被显式删除。

在您提到的问题中，对堆栈上声明的变量的引用是从函数返回的；在这种情况下，该变量在函数退出时被销毁，这就是该代码错误的原因。但是，在您的情况下，您将返回对 data 的一部分的引用，其生命周期与 Array 对象的生命周期匹配；所以只要a没有被破坏，以这种方式访问​​它的数据是安全的。

【参考方案2】：

正如您所说，“数组类型的变量 a 在堆栈上”。从技术上讲，名为a 的对象 在堆栈上。这意味着对象a的所有成员变量都在堆栈上。

这意味着返回对名为data 的成员数组中的元素的引用是非常危险的。编译器会允许这样做，但是如果您在变量 a 超出范围时尝试访问此引用，那么您将遇到未定义的行为。

在您的示例中，对operator[]() 的所有调用都在同一个方法中，所以一切都很好。

【讨论】：

从技术上讲，名为 a 的对象分配有自动存储持续时间。该语言不需要堆栈结构来实现这种存储。只是“技术”：D

@EdS。感谢您的澄清;-)

【参考方案3】：

它在堆栈上。为什么参考返回是一个问题？您可以毫无问题地创建和使用对堆栈中事物的引用。

void foo(void)

 int i;
 int& j = i; // reference to variable on the stack
 j = 2;

您认为这里可能存在什么问题？

【讨论】：

关注的是悬空引用

【参考方案4】：

我的问题是 int data[100] 是在堆栈上还是在堆上？我认为它不应该是堆栈，否则像上面的引用返回如何仍然有效。

它是按自动存储持续时间分配的，即堆栈，而不是堆。您没有动态分配任何东西，因此不会发生动态（堆）分配。这将是一件可怕的事情，而 C++ 就是不为你不使用的东西付费。

如果data 已离开其声明范围，即Array 实例的范围，则对data 元素或data 本身的引用将无效。现在，Array 类型是否应该使用动态分配？几乎可以肯定，是的，对于通用容器。您有责任确保不保留对错误数据的引用或指针。

【参考方案5】：

它将在堆栈上。如果您在“a”超出范围后尝试使用该引用，您将获得未定义的行为。希望它会很快崩溃。