沒看懂 C++ 堆棧<char*>行為</char*>

Question

我被困了兩個小時，試圖了解這個簡單的 C++ 測試程序中發生了什么，但仍然沒有得到它。 它應該只接收三個字符串作為輸入，將它們插入堆棧，最后打印同一堆棧的所有元素。

#include <iostream>
#include <stack>
#include <cstring>

using namespace std;

int main(){
    
    stack<char*> stk;
    
    int stringLength;
    
    for (int i=0; i<3; i++){
        char new_element[200];
        scanf("%s", new_element);
        stringLength = strlen(new_element);
        stk.push(new_element);
    }
    
    cout << "Stack content: ";
    while(!stk.empty()){
        cout << stk.top() << " ";
        stk.pop();
    }
    cout << endl;

}

奇怪的是，最終的 output 是相同的元素（最后添加的）打印了 3 次，這對我來說毫無意義。

例如，如果輸入是：

John
Mary
Rick

那么當前的 output 是

Rick
Rick
Rick

誰能幫我理解和解決這個問題？

Answer 1

    char new_element[200];
    // [...]
    stk.push(new_element);

您在堆棧 object 中推送相同的指針。

更糟糕的是，您正在推送系統堆棧指針，因此如果您要從 function 外部使用堆棧，您會遇到訪問沖突（Linux 中的段錯誤）並崩潰。 在您的情況下，您並沒有從外部使用它們，因為堆棧 object 也在堆棧上。

無論如何，有兩個快速修復：

1. 編寫正確的代碼：使用string並讓編譯器找出復制它們並根據需要清理它們。

2. 不要編寫正確的代碼：使用strdup獲取唯一的字符串指針。 您可能希望或不希望在某個時候釋放它們，對於選擇這條路線的人來說，這似乎總是可選的。

Answer 2

因為您已將stk聲明為std::stack<char*> ，所以它的元素將是char* ，或指向char數據的指針（即地址）。

那么，執行stk.push(new_element);時你會做什么行是將您的（本地）字符數組的地址放入堆棧中。 從技術上講，當您稍后pop該地址並打印它指向的字符串時，您正在執行未定義的行為，因為指向的 memory 已超出 scope （它的“生命周期”只是第一個for循環的一次迭代）。

但是，您的系統只是在每次循環迭代中重復使用相同的地址/緩沖區，因此您的scanf("%s", new_element); 行每次都替換該緩沖區的內容。 然后，當您打印三個堆棧元素的內容時，每一個都將是相同的地址，您只是顯示該緩沖區的最后修改版本。

要解決此問題，請為您的“本地”變量使用std::string （然后將通過push調用復制該變量）； 或者，如果您堅持使用char* ，則推送使用strdup() function 創建的副本的地址：

    for (int i=0; i<3; i++){
        char new_element[200];
        scanf("%s", new_element);
        stringLength = strlen(new_element);
        stk.push(strdup(new_element)); // Allocate and copy the buffer before pushing
    }

然后，在第二個循環中，完成后不要忘記釋放 memory：

    while(!stk.empty()){
        cout << stk.top() << " ";
        free(stk.top()); // Release the allocated memory before we lose the pointer
        stk.pop();
    }

strdup()和free()函數在<stdlib.h> header 文件中聲明。

Answer 3

您可以使用string而不是char*

#include <iostream>
#include <stack>
#include <cstring>

int main(){
    
    stack<string> stk;
    
    int stringLength;
    
    for (int i=0; i<3; i++){
        string new_element;
        cin>>new_element;
        cout<<new_element<<"\n";
        stk.push(new_element);
    }
    
    cout << "Stack content: ";
    while(!stk.empty()){
        cout << stk.top() << " ";
        stk.pop();
    }
    cout << endl;

}