將C ++ new運算符與函數一起使用的明智方法是什么？

Question

這是一個很長的時間。 我有一個從磁盤加載一些圖像數據的功能。 我用三種不同的方法嘗試過這種方法，其中一種不起作用，我想知道最聰明的方法是什么。

方法1：

我曾經進行過設置，以使加載的數據成為函數的參數，這似乎需要在函數外部為其分配空間，然后將指針傳遞給已分配的空間。 這需要提前知道圖像的大小，因此必須進行輔助功能以首先獲得圖像的寬度和高度。 以下是一個示例。

優點：在調用代碼中更明確地表明正在分配內存，因此應將其刪除。

缺點：需要提前知道圖像大小。

// Data allocated outside the image, allocated space passed to function. This works.
// Notice that width & height are passed to the function. 
size=(*width)*(*height);
image  = new unsigned char[size];

void read_pgm(unsigned char *image, char *file_name, int width, int height){

    // Code to read sizeof(char)*width*height bytes of data from the file into image

}

方法2：

我認為讓函數分配自己的數據會很好，因此我不需要傳遞大小。 如果我嘗試在函數中為其分配空間，則函數結束后似乎丟失了空間。 在以下情況下，函數read_pgm運行正常，但是如果我隨后嘗試將該數據寫入另一個文件，則代碼將崩潰。

優點：無需提前知道圖像大小，無需在調用代碼中分配數據。

缺點：不起作用。 此外，如果這樣做的話，如果我不清除函數外部的圖像，是否會在循環中反復調用它導致內存泄漏？

// Data allocated inside the image for a pointer passed to the function. This doesn't work.
void read_pgm(unsigned char *image, char *file_name, int *width, int *height){

    size=(*width)*(*height);
    image  = new unsigned char[size];

    // Code to read the data from the file into image

}

方法3：

此處，數據再次在函數中分配，但作為返回的項目返回。 這行得通，即我可以將數據寫到另一個圖像上。 我不明白為什么這行得通，而方法2卻行不通。

優點：與方法2相同。

缺點：與方法2相同，但當前可以使用。

// Data allocated in the function, and returned. This works.
unsigned char* read_pgm(char *file_name, int *width, int *height){

    // Allocate data for the image
    size=(*width)*(*height);
    image  = new unsigned char[size];

    // Code to read the data from the file into image

    return image; // Return pointer to the data
}

因此，我的問題是：

1. 在這種情況下，將函數設置為自己分配空間是否更聰明，因此調用代碼不需要提供圖像大小？ 還是在函數外部進行分配是更明智的選擇，以提醒您有時需要在圖像上調用delete。 還是我認為需要這樣做是錯誤的？ 似乎在循環中調用方法2或方法3會導致內存泄漏。

2. 為什么方法2不起作用？

謝謝。

Answer 1

如果您想知道聰明的方法，那么答案必須是“以上皆非”。 聰明的方法？ 使用向量。 那就是它的目的。 因為使用new直接糟透了。 管理您自己的內存范圍很糟糕。 我們為此提供課程。 而char*作為字符串呢？ 至少使其成為const char* 。 const std::string&更好。 我還必須問-您要嘗試讀取哪種圖像格式，而不以文件格式存儲圖像的寬度和高度？ 在我看來，最好從文件中讀取該文件。

std::vector<unsigned int> void ReadImage(const std::string& filename, int width, int height) {
    std::vector<unsigned int> imageData(width * height);
    // Read here from filestream
}

std::vector<unsigned int> imageData = ReadImage("ohai.png", 1000, 600);

您需要了解-const正確性，RAII和標准庫。

Answer 2

問題2的答案

為了使其正常工作，您必須將引用傳遞給指針

unsigned char * & image

否則，您將分配內存，並且傳遞的指針的COPY指向該內存。 原始指針對象不變。

回答問題1

聽說過智能指針嗎？

智能指針可以用來獨自操縱內存。 如果您出於某些無法解釋的原因而不想使用智能指針，例如偽優化，那么我認為您自己描述了所有方法的優缺點-總是要權衡取舍。 由您決定

Answer 3

方法2不起作用，因為您要按值傳遞指針，並在本地覆蓋該值，因此函數外部的指針值不會更改。 您可以通過按引用傳遞它或將指針傳遞給指針來解決此問題。

至於另一個問題：這實際上只是清楚地記錄誰有責任刪除分配的數據。 （順便說一句：是的，您應該取消分配，否則會泄漏）。 在許多API中，您會在文檔中看到：“調用者有責任刪除此數據”或“調用此其他函數以刪除分配的數據”。

消除這種所有權問題的一種好方法是使用智能指針（如Armen所建議的）。

Answer 4

當前所做的所有操作都會導致內存泄漏，因為您從不會delete[]任何東西。

首先，是的，使尺寸可變。 其次，返回指向新分配的堆存儲的指針並記住在調用方中將其刪除 ，或者返回一個智能容器對象。

一個std::vector<unsigned char>會做的很好：

std::vector<unsigned char> get_image(const std::string & filename, size_t & width, size_t & height)
{
  // determine width and height

  /* ... */

  std::vector<unsigned char> result(width * height, 0);

  // read into &result[0], vector guarantees contiguous storage

  return result;
}

Answer 5

考慮將與讀取和“處理”數據有關的所有功能封裝在一個類中。

它應該在構造函數中將文件路徑作為std :: string。

創建文件句柄，分配內存和讀取然后可以在單獨的函數中完成（類似於Init ）。 這樣，您便可以在知道文件路徑時創建對象，但稍后在實際需要時執行耗時的部分（讀取部分）。

您可以向外部用戶公開任何必要的信息（例如身高或寬度）。

類析構函數將負責關閉文件句柄（如果需要，可以更早完成）並取消分配數據。

您可以在類中使用new和delete，或者更好的是，在類中使用智能指針，而不僅僅是圖像數據部分。 您還可以“在堆棧上”使用它，並在超出范圍時自動調用其析構函數。

Answer 6

“ 2.為什么方法2不起作用？”

因為您要通過副本而不是引用傳遞指針。 您傳入一個指針，然后通過new調用立即重新初始化該指針指向的位置 。 達到功能范圍后，局部變量image的壽命以及所有可愛的新存儲所在的位置也將到達。

您真正想做的（在這種情況下）是傳遞對指針的引用或指向指針的指針，以便您可以更改傳遞的參數的值（在本例中為指針），並使更改可見在功能范圍之外。

void read_pgm(unsigned char **image, char *file_name, int *width, int *height)
{      
    size=(*width)*(*height);     
    (*image)  = new unsigned char[size];      

    // Code to read the data from the file into image  
} 

Answer 7

實際上， C ++ FAQBook中有一個非常出色的部分，針對這些問題。

正如您所說，最大的問題是確保以不會泄漏的方式分配內存。 C ++有很多方便的工具可以做到這一點，最明顯的是new和delete 。

最簡單的方法是在將超出范圍的上下文中為new分配。 所以...

 {
     MyData *md = new MyData(args);

     doSomething(md);

 }

現在，當md超出范圍時，它將自動調用dtor。 現在，這個技巧幾乎可以在任何地方使用。

使用方法2，您按原樣寫對了，它會泄漏內存； 下次執行new ，該上次的引用將丟失，但不會最終確定或銷毀。

一個解決方案是在其他地方顯式調用dtor，即將其刪除。

我懷疑它不起作用的原因是image是一個指針，這是new想要返回的指針。 但是由於C ++會執行按值調用的指針，因此您將該地址放入堆棧的本地內存中，然后它消失了。

您要么想要** ，要么甚至更好的參考。

第三種解決方案是C ++確實具有指針類型來幫助免費商店管理。 該FAQbook介紹了如何實現引用計數指針在這里 。