遞歸C ++調用中的內存分配

Question

我在遞歸C ++程序中分配和釋放內存時遇到問題。 因此，如果不使用自動內存管理解決方案，我想知道是否有人可以幫我解決我遇到的內存泄漏問題。

以下代碼基本上解釋了問題（盡管這是一個人為的例子，請糾正我所犯的任何錯誤或簡化）。

一個數字類，用於保存數字的值：

class Number {
    public:
        Number() { value = 1; };
        Number& operator + (const Number& n1) const {
            Number result = value + n1.value;
            return result;
        };
        int value;
};

執行遞歸的兩個函數：

Number& recurse(const Number& v1) {
    Number* result = new Number();
    Number one = Number();
    *result = *result + recurse(one);
    return *result;
}

int main(...) {
    Number answer = Number();
    answer = recurse(result);
}

正如你所看到的那樣，recurse函數中分配的內存被泄露了，但我不確定在哪里可以根據遞歸的性質釋放這些內存？

Answer 1

問題出在這里：

Number& operator + (const Number& n1) const {
    Number result = value + n1.value;
    return result;
};

你通過引用返回一個局部變量（ result ），這是一個很大的NO-NO。 局部變量在堆棧上分配，當函數退出時，變量就消失了。 返回對局部變量的引用是將指針返回到現在用於其他東西的堆棧中，這將導致很多不良。

你應該做的是按值返回（只需將返回類型從Number&更改為Number ）。 確保您有適當的復制構造函數，或者編譯器自動生成的復制構造函數適合您的需要。 這意味着當operator+返回時，它會生成一個副本（通常可以通過優化），並且由於沒有涉及指針或引用，因此無法獲得損壞的返回值。

要修復內存泄漏，可以使用boost::shared_ptr等智能指針。 或者，完全溝通指針和動態內存，只需從recurse()返回值。

Answer 2

我不明白為什么你要在堆上分配內存開頭：

Number& recurse(const Number& v1) {
    Number result;
    Number one;

    // I assume there is a step here to determine if the recursion should stop

    result += recurse(one);
    return result;
}

通過僅在堆棧上分配，可以保證在函數返回時清除變量。

否則我認為你必須使用某種智能指針。

Answer 3

所以除了返回Adam Rosenfield指出的局部變量的地址之外，我在代碼中還看到了其他三個問題。

首先，你的恢復功能永遠不會結束。 在recurse（）的某個時刻，你必須檢查一個值，使它不再調用recurse（）並返回。 這是遞歸的基本部分。 傳遞的參數v1也沒有被使用。

其次，運算符+（）實際上不起作用。 沒有辦法將int分配給Number（）對象。

第三，在main中傳遞一個名為result的東西，它永遠不會被聲明。

忘記這些錯誤，我假設您要分配堆上的所有對象以避免堆棧溢出，此函數將多次遞歸或者使用的實際對象比Number大得多。 在這種情況下，通過在recurse（）內的堆上分配返回變量，您強制調用者刪除返回的對象。 因此，在recurse（）和main（）中調用recurse（）之后，您必須刪除返回的值。 指示調用者的約定是返回指針而不是引用。 所以recurse（）和main（）看起來像這樣：

Number* recurse(const Number& v1) {
    Number* result = new Number();
    Number one;
    if(v1.value >= 2) {
        Number temp;
        temp.value = v1.value - 1;
        Number* partialResult = recurse( temp ); //capture the object to delete
        *result = *partialResult + one;
        delete partialResult;                    //delete the object
    }
    return result;
}

int main() {    
    Number result;
    result.value = 15;
    Number *answer;
    answer = recurse(result);
    delete answer;
}

注意：無論實際計算的是什么遞歸都是荒謬的。 我不知道意圖是什么，但它只是有用的東西。

Answer 4

您是否有動態分配內存的原因？

Number recurse(const Number& v1) {
    Number result;
    Number one;
    retun result + recurse(one);
}

另外我注意到你沒有使用值v1

但最大的錯誤是遞歸沒有逃避條款。
這實際上是無限遞歸，基本上會耗盡內存。

Answer 5

聰明的指針是你的朋友。 至少快速閱讀auto_ptr。

另外，請閱讀Adam Rosenfield對您的其他問題的評論（返回對不存在的值的引用）。