当指向删除和指向不同的对象时，C++ 中的 Seg 错误指针

Posted 2023-02-17

【中文标题】当指向删除和指向不同的对象时，C++ 中的 Seg 错误指针

【英文标题】：Seg Faulting Pointers in C++ when pointing deleting and pointing to a different object

【发布时间】：2019-12-23 17:11:34

【问题描述】：

我开始在 C++ 中使用指针，我觉得我一定错过了 C 和 C++ 之间的一个关键元素。

我在一个类中有一个成员函数，它进行比较然后更改指针指向的内容：

void thisClass::largerSmallerSetter(int leftSize, int rightSize, matrix& leftMatrix, matrix& rightMatrix, matrix* largermatrix, matrix* smallerMatrix)

    if(leftSize >= rightSize)
    
        *largermatrix = leftMatrix;
        *smallerMatrix = rightMatrix;
    
    else
    
        *largermatrix = rightMatrix;
        *smallerMatrix = leftMatrix;
    

最初我的电话是：

matrix* largerSized = nullptr;
matrix* smallerSized =  nullptr;

largerSmallerSetter(LeftMatrix.getNumPieces(), RightMatrix.getNumPieces(), leftMemory, rightMemory, largerSized, smallerSized);

这会产生错误。这是因为 largeSized 和 smallSized 位于地址 0x0。

所以我想我会确保使用初始化指针。

matrix* largerSized = new matrix();
matrix* smallerSized = new matrix();

但是，这个新矩阵完全没用，所以我想摆脱实际的“新矩阵”，我只想让指针指向一个现有的。所以我添加了删除调用来删除对象。当我尝试将指针重新分配给不同的对象时，我得到一个段错误。

现在在 C 中，当我使用 malloc 创建一个指针时，我能够释放该指针。并且指针仍然存在，我可以指向其他地方。

有没有一种方法可以完成我想要的事情，而不会创建一堆只会挂在内存中并导致内存泄漏的对象？

我考虑过使用 std::shared_ptr。但是当我重新分配指针时，我担心当它到达范围的末尾时，它会尝试删除我指向的对象，该对象是在更高的范围内创建的并且需要继续存在。所以我不一定对智能指针感兴趣。

我尝试的另一件事是：

void thisClass::largerSmallerSetter(int leftSize, int rightSize, matrix& leftMatrix, matrix& rightMatrix, matrix* largermatrix, matrix* smallerMatrix)

    if(leftSize >= rightSize)
    
        largermatrix = &leftMatrix;
        smallerMatrix = &rightMatrix;
    
    else
    
        largermatrix = &rightMatrix;
        smallerMatrix = &leftMatrix;
    

但这一切的作用是，当作用域结束时，传入的指针会恢复到调用函数之前的状态。

【参考方案1】：

让我们看看你的代码做了什么。

*largermatrix = leftMatrix;

它取消引用largermatrix（从而获得指针指向的那块内存）并尝试使用赋值运算符用leftMatrix的内容填充它（如果您有自定义重载，则可以是自定义操作那个运营商）。因此，如果largermatrix 没有指向任何内容，您将遇到您描述的问题。

另一方面，

largermatrix = &leftMatrix;

这将分配largermatrix 指向leftMatrix 的位置，这就是你想要的。但是，由于largermatrix 是一个局部变量，因此更改不会传播到调用者。因此，largermatrix 应该是对指针的引用。

void thisClass::largerSmallerSetter(int leftSize, int rightSize, 
                                    matrix& leftMatrix, matrix& rightMatrix,
                                    matrix*& largermatrix, matrix*& smallerMatrix)

顺便说一句，函数不会更改的其他引用参数是常量引用，如下所示：

void thisClass::largerSmallerSetter(int leftSize, int rightSize, 
                                    const matrix& leftMatrix, const matrix& rightMatrix, 
                                    matrix*& largermatrix, matrix*& smallerMatrix)

【参考方案2】：

我在一个类中有一个成员函数，它进行比较然后更改指针指向的内容

不，您有一个分配给指针指向的对象的函数。 * 运算符，在这种情况下，dereferences 产生指向对象的指针。如果指针未指向对象，则其行为未定义。

但这一切的作用是，当作用域结束时，传入的指针会恢复到调用函数之前的状态。

不，传递给函数的原始指针从未改变。指针是对象，并且与所有对象一样，默认情况下按值传递。这意味着，例如，largerSized 和 largermatrix 是完全独立的对象。它们唯一的关系是，当您调用函数时，它们最初具有相同的值。更改largermatrix 的值不会修改largerSized 的值。如果你想让你的函数中的赋值修改传递的对象，你需要传递一个引用：

void thisClass::largerSmallerSetter(int leftSize, int rightSize,
                                    matrix& leftMatrix, matrix& rightMatrix,
                                    matrix*& largermatrix, matrix*& smallerMatrix)
// passed by reference --------------------^----------------------^

---

注意：这也适用于 C。 C 没有引用，但您需要传递一个指向指针的指针，以便在函数内修改调用范围内的指针。

【参考方案3】：

您可以使用多种方法来比较两个矩阵：

更好的选择是返回最小矩阵的地址。例如，

matrix *thisClass::largerSmallerSetter(int leftSize, int rightSize, matrix& leftMatrix, matrix& rightMatrix)

    if(leftSize >= rightSize)
        return &rightMatrix;
    return &leftMatrix;

您可以在C++ 中重载比较运算符

bool operator<(const matrix& a, const matrix& b)

    return a.getNumPieces() < b.getNumPieces();

您可以在 C++ 中使用指针到指针。

void thisClass::largerSmallerSetter(int leftSize, int rightSize, matrix& leftMatrix, matrix& rightMatrix, matrix** largermatrix, matrix** smallerMatrix)

    if(leftSize >= rightSize)
    
        *largermatrix = &leftMatrix;
        *smallerMatrix = &rightMatrix;
    
    else
    
        *largermatrix = &rightMatrix;
        *smallerMatrix = &leftMatrix;
    

你可以有引用指针。

void thisClass::largerSmallerSetter(int leftSize, int rightSize, matrix& leftMatrix, matrix& rightMatrix, matrix*& largermatrix, matrix*& smallerMatrix)

    if(leftSize >= rightSize)
    
        largermatrix = &leftMatrix;
        smallerMatrix = &rightMatrix;
    
    else
    
        largermatrix = &rightMatrix;
        smallerMatrix = &leftMatrix;
    

我对你的问题的评论：

我在一个类中有一个成员函数，它进行比较然后更改指针指向的内容：

要更改任何对象的值，您需要将其作为引用传递或作为指针传递。在您的情况下，您需要更改指针的值，然后您需要传递 pointer as reference 或传递指针的地址。否则，您的函数将更改它自己的本地指针副本。

这会产生错误。这是因为 largeSized 和 smallSized 位于地址 0x0。

这是因为在您的函数中，您试图将一个矩阵复制到指针所指向的矩阵（largermatrix 和smallerMatrix）。但是，它们不指向任何有效对象。您需要使用new 动态分配对象或传递分配在其他地方的预分配矩阵的地址。