如何防止广义链接列表的内存泄漏？

Question

我实现了自己的链接列表数据结构。数据存储在 Node 结构。代码如下

// NODE

template <typename T>
struct Node
{
    T data;
    Node<T> *next;
    Node(T);
};

template <typename T>
Node<T>::Node(T d) : data(d), next(NULL) {}

// LIST

#include "node.cpp"

template <typename T>
class List
{
    Node<T> *head;
    int size;

public:
    List();                       // Default constructor
    List(const List &);           // Copy constructor
    void push_back(const T &);    // Insert element to the end of the list
    int get_size() const;         // Get the current size of the list
    T &operator[](int) const;     // Overload [] operator
    void operator=(const List &); // Overload = operator
    ~List();                      // Destructor
};

template <typename T>
List<T>::List() : head(NULL), size(0) {}

template <typename T>
List<T>::List(const List &list) : head(NULL), size(0)
{
    for (int i = 0; i < list.size; i++)
        push_back(list[i]);
}

template <typename T>
void List<T>::push_back(const T &data)
{
    // Create new Node with data
    Node<T> *nn = new Node<T>(data);

    // Find insert position
    if (head == NULL)
    {
        head = nn;
        size++;
        return;
    }

    Node<T> *traverse = head;
    while (traverse->next)
        traverse = traverse->next;

    // Traverse points to end of the list
    traverse->next = nn;
    size++;
}

template <typename T>
int List<T>::get_size() const
{
    return size;
}

template <typename T>
T &List<T>::operator[](int index) const
{
    int count = 0;
    Node<T> *traverse = head;
    while (traverse && count < index)
    {
        traverse = traverse->next;
        count++;
    }
    return traverse->data;
}

template <typename T>
void List<T>::operator=(const List<T> &list)
{
    Node<T> *traverse = head;

    while (head)
    {
        traverse = head;
        head = head->next;
        delete traverse;
    }

    size = 0;
    for (int i = 0; i < list.getSize(); i++)
        push_back(list[i]);
}

template <typename T>
List<T>::~List()
{
    Node<T> *traverse = head;

    while (head)
    {
        traverse = head;
        head = head->next;
        delete traverse;
    }
}

问题是内存泄漏。考虑以下问题 main 档案

#include "list.cpp"

using namespace std;

List<int *> l;

void func()
{
    int *i = new int[2];
    i[0] = 1;
    i[1] = 2;
    l.push_back(i);
}

int main()
{
    func();
    return 0;
}

根据Valgrind的说法，这个程序有内存泄漏。这是因为 Node 没有析构器，所以它不能删除 data 内。但是，我不能在里面添加一个析构器到 Node 因为，假设我使用的是 List<int> 所以删除不是动态分配的东西是错误的。简而言之，每当我将动态分配的数据类型用于 List我得到了内存泄漏。我如何克服这种情况？谢谢，我已经实现了自己的链接列表数据结构。

Answer 1

使用 std::unique_ptr 作为节点的数据类型，比如说。

List<std::unique_ptr<int[]>> l;

当每个节点被销毁时，它的destructor将销毁它的数据类型。unique_ptr 数据，进而调用 delete[] 在...上 int* 指针。

Answer 2

你的例子中的泄漏与列表无关。你的泄漏也是一样的。

void func()
{
    int *i = new int[2];
    i[0] = 1;
    i[1] = 2;
}

你必须... delete 你通过 new 和 delete[] 你通过 new[]. 来修复漏水问题。

void func()
{
    int *i = new int[2];
    i[0] = 1;
    i[1] = 2;
    l.push_back(i);
    delete [] i;
}

但是，请注意，然后在... delete[] 你的列表中有一个悬空指针。

它不是 List当你把原始指针推送给它时，它就会删除对象。列表无法知道这些对象是否拥有指针。比如说

void func()
{
    int i = 0;
    l.push_back(&i);
}

这里不需要删除任何东西. (不过，这里也一样：一旦函数返回，你在列表中就有一个悬空的指针)

以上两种都不是真正的 "OK"。不要用生硬的自有指针! 用智能指针代替。如果你想要一个整数的列表，那么就用一个 List<int> (或者说 std::list<int>).