检查 C++ 中的指针定义性

Posted 2023-02-21

【中文标题】检查 C++ 中的指针定义性

【英文标题】：Check for pointer definedness in C++

【发布时间】：2008-12-19 18:05:05

【问题描述】：

如何检查变量，特别是指针，是否在 C++ 中定义？假设我有一堂课：

class MyClass   
public:

    MyClass();

    ~MyClass() 
        delete pointer; // if defined!
    

    initializePointer() 
        pointer = new OtherClass();
    

private:

    OtherClass* pointer;

;

【问题讨论】：

你能编辑一下标题吗？听起来您想检查是否定义了变量（字面意思）。但看起来您想检查变量是否包含已定义的值。

【参考方案1】：

为什么要检查指针值呢？只需将其初始化为空指针值，然后对其调用 delete 即可。空指针上的 delete 什么都不做（标准保证它）。

class MyClass   
public:

    MyClass():pointer(0)  

    ~MyClass() 
        delete pointer;
        pointer = 0;
    

    initializePointer() 
        pointer = new OtherClass();
    

private:

    OtherClass* pointer;

;

并且每次调用 delete 时，都应该将指针设置为空指针值。那么你们都很好。

【讨论】：

我通常在编译时将所有警告都视为错误。删除 0 值指针时出现编译错误。

编译器如何知道指针在运行时为零？

托马索，听起来很淘气。我还想知道编译器如何在编译时知道指针在运行时包含的内容。

为什么要在删除后将其设置为 0。在调用对象析构函数后，它不再存在。因此，您不必担心引用它的任何其他内容。

@Greg Rogers：虽然在这里没有帮助，但也没有伤害。在其他情况下，删除发生在代码的另一部分而不是析构函数，将指针设置为 0 将避免通过此变量（而不是通过其他指针）进行双重删除。

【参考方案2】：

我倾向于在对象构造时将我的指针值初始化为 NULL。这允许检查 NULL 以查看是否定义了指针变量。

【讨论】：

我同意，除了你应该使用 0 而不是 NULL。见research.att.com/~bs/bs_faq2.html#null

或者，在 C++0x 中，你应该使用 nullptr。

我同意，尽管“我倾向于”听起来像是“建议不时呼吸”。

【参考方案3】：

除了检查0 (NULL) 之外，一种解决方案是重构您的代码，以便您强制指针始终有效。这并不总是可行的，但在大多数情况下，这是最好的解决方案。

在您的情况下（与大多数其他情况一样），这意味着在构造函数中初始化指针（即在其生命周期开始时）并在其生命周期结束时将其销毁。使变量private 并不允许对其进行直接写访问，以确保它始终保持有效。

这是 C++ 中常用的模式，它有效地将指针对象的对象生命周期限制为类的生命周期。有时，提供某种reset 来删除指针并立即重新初始化它也可能是一个可行的解决方案。如果这是以异常安全的方式编写的，那么您还确保了您的指针永远不会无效。

不要不要创建boolean 标志来跟踪指针的有效性。这个解决方案没有优势，也有很多缺点，将指针设置为0。

【参考方案4】：

构造函数的重点在于，在它完成之后，所有的成员变量都被正确定义了。在这种情况下，NULL 是一个有效的初始值。

在 NULL 上调用 delete 是明确定义的。

通常情况下，您希望构造函数定义 RAW 指针的值。此外，因为您的对象包含一个 RAW 指针并且显然拥有它（它正在删除它，这意味着所有权），您还必须确保覆盖编译器生成的 Copy Constructor 和 Assignment Operator 版本。

class MyClass
  
    public:
        MyClass()
            :pointer(NULL)  // valid value.
        
        ~MyClass()
        
            delete pointer; // This is fine.
        

        void initializePointer() // Missing return type
        
            pointer = new OtherClass();
        

    private:
        MyClass(MyClass const& copy);           // If you don't define these 
        MyClass& operator=(MyClass const& copy);// two the compiler generated ones
                                                // will do nasty things with owned
                                                // RAW pointers.

        OtherClass* pointer;
;

或者，您可以使用标准智能指针之一。可能是 std::auto_ptr 除非你真的想让对象可复制。

【参考方案5】：

您应该始终在构造函数中将指针初始化为 NULL；这样，您可以检查析构函数是否已初始化。此外，在构造函数的参数列表中这样做更有效：

MyClass::MyClass() : pointer(NULL)



MyClass::~MyClass()

    if(pointer != NULL)  delete pointer; 

同样，如果在程序的生命周期内要多次重新初始化对象，则在删除它时也应该将值设置为 NULL，并在分配它时检查值是否为 null。但是，在析构函数中将值设置为 NULL 不会有任何区别，因为对象显然无论如何都会被销毁。

这样做的好处是（而不是在构造函数中显式地说“指针 = NULL；”）是编译器已经隐式地为你做这样的赋值。进行手动分配会使它发生两次，这通常没什么大不了的，除非您在一个大循环中创建了许多类实例。

【讨论】：

您的代码在 C++ 中毫无意义，因为 delete 已经包含 NULL 检查。删除前不要手动检查null！

@Konrad：我不会称之为“毫无意义”，但绝对是“多余的”和“不必要的”

【参考方案6】：

你不能，我知道。标准方法是在它不包含有效值时将其设置为 NULL。在任何情况下，将该点周围的指针指向无效内存都是不好的做法。如果您坚持这一点，您可以随时检查 NULL 以查看它是否“已定义”。

【参考方案7】：

另一个尚未提及的附加答案是使用智能指针对象而不是原始指针。根据随后使用指针的方式，std::auto_ptr、boost::shared_ptr 或许多其他智能指针类可能适用于此处。如果您稍微更改initializePointer() 的工作方式，boost::scoped_ptr 也可能会起作用。

这样，智能指针负责记住它是否有效，并在包含的对象被销毁时删除自己：

class MyClass   
public:

    MyClass();

    ~MyClass() 
    

    initializePointer() 
        pointer.reset( new OtherClass());
    

private:

    std::auto_ptr<OtherClass> pointer;

;

【参考方案8】：

真正的answer 是 litb 的，但我只是想补充一下。使用智能指针（在这种情况下 std::auto_ptr 就足够了）可以解决这个问题，并且您不需要记住在析构函数中删除指针。事实上，默认析构函数（由编译器生成）会处理内存资源。

为了使注释更笼统，你的类应该声明赋值运算符和复制构造函数，标记为私有（未定义）或手动定义以避免指针的双重删除。编译器提供的 operator== 和复制构造函数只会复制指针，最终您将进入双重删除。我在这里写这个是因为如果你使用 std::auto_ptr 并在 auto_ptr 中增加了复制语义的陌生性，这也是需要考虑的事情。