我最终做了什么

Question

我正在编写C ++代码来处理从实验室测量中填充的一组直方图。当我尝试更好地组织事情时，我遇到了问题，我认为我的问题来自错误处理指针和/或结构。

我原来的设计看起来像这样：

// the following are member variables
Histogram *MassHistograms[3];
Histogram *MomentumHistograms[3];
Histogram *PositionHistograms[3];

其中每个数组的元素0对应于一个实验室测量，每个元素的元素1对应于另一个，等等。我可以通过MassHistograms[0]或类似的方式访问各个直方图，这样就可以了。然而，组织对我来说似乎不对 - 如果我要执行新的测量，我必须为每个直方图阵列添加一个元素。相反，我想出了

struct Measurement {
    Histogram *MassHistogram;
    Histogram *MomentumHistogram;
    Histogram *PositionHistogram;
};

作为一个复杂的附加层，我还想根据对数据进行的处理来捆绑这些测量，所以我做了

struct MeasurementSet {
    Measurement SignalMeasurement;
    Measurement BackgroundMeasurement;
};

我认为这种安排更具逻辑性和可扩展性 - 但它不起作用;-)如果我有像

这样的代码

MeasurementSet ms;
Measurement m = ms.SignalMeasurement;
Histogram *h = m.MassHistogram;

然后尝试用h做一些事情，我遇到了分段错误。由于类比代码之前工作正常，我认为我没有正确处理代码中的结构。具体来说，结构是否需要以任何方式显式初始化？（Histogram是由其他人的库提供的，只是声明Histogram *SomeHistograms[4]足以在之前初始化它们。）

我很感激反馈。我对Python和Clojure非常熟悉，但我对C ++的有限知识并没有扩展到[看起来像]结构的护理和喂养的奥秘： - ）

我最终做了什么

我将Measurement变成了一个成熟的课程：

class Measurement {
    Measurement() {
        MassHistogram = new Histogram();
        MomentumHistogram = new Histogram();
        PositionHistogram = new Histogram();
    };

    ~Measurement() {
        delete MassHistogram;
        delete MomentumHistogram;
        delete PositionHistogram;
    };

    Histogram *MassHistogram;
    Histogram *MomentumHistogram;
    Histogram *PositionHistogram;
}

（我调用的通用Histogram()构造函数工作正常。）我遇到的另一个问题是通过总是通过引用传递Measurement来解决的。否则，析构函数将在任何接收到Measurement的函数的末尾被调用，并且下一次尝试使用其中一个直方图会发生段错误。

谢谢大家的答案！

Answer 1

当你的struct包含指针时，你必须自己初始化该变量。例



struct foo
{
    int *value;
};

foo bar;
// bar.value so far is not initialized and points to a random piece of data

bar.value = new int(0);
// bar.value now points to a int with the value 0

// remember, that you have to delete everything that you new'd, once your done with it:
delete bar.value;

struct foo { int *value; }; foo bar; // bar.value so far is not initialized and points to a random piece of data bar.value = new int(0); // bar.value now points to a int with the value 0 // remember, that you have to delete everything that you new'd, once your done with it: delete bar.value;

Answer 2

您知道Measurement的定义没有为实际的Histogram分配内存吗？在您的代码中，m.MassHistogram是一个悬空（未初始化）指针，它不指向任何测量的Histogram，也不指向任何能够存储Histogram的内存。正如@Nari Rennlos刚刚发布的那样，您需要将其指向现有（或新分配的）Histogram。

您的第三方图书馆的界面是什么样的？如果可能的话，你应该有一个Measurement包含3 Histogram s（而不是指向Histogram的3个指针）。这样，当您创建Measurement或MeasurementSet时，将为您创建相应的Histogram，同样适用于销毁。如果您仍需要指针，则可以使用&运算符：

struct Measurement2 {
    Histogram MassHistogram;
    Histogram MomentumHistogram;
    Histogram PositionHistogram;
};

MeasurementSet2 ms;
Histogram *h = &ms.SignalMeasurement.MassHistogram; //h valid as long as ms lives

另请注意，只要您不使用指针（或引用），就会按值复制和分配对象：

MeasurementSet ms;                    //6 uninitialized pointers to Histograms
Measurement m = ms.SignalMeasurement; //3 more pointers, values taken from first 3 above
Histogram *h = m.MassHistogram;       //one more pointer, same uninitialized value

虽然指针已初始化，但此时所有10个指针都指向实际的Histogram。

如果您有实际成员而不是指针，情况会变得更糟：

MeasurementSet2 ms;                    //6 Histograms
Measurement2 m = ms.SignalMeasurement; //3 more Histograms, copies of first 3 above
Histogram h = m.MassHistogram;         //one more Histogram

h.firstPoint = 42;
m.MassHistogram.firstPoint = 43;
ms.SignalMeasurement.MassHistogram.firstPoint = 44;

...现在你有3个略微不同的质量信号直方图，2对相同的动量和位置信号直方图，以及三个背景直方图。

Answer 3

您确定Histogram *SomeHistograms[4]初始化了数据吗？如何填充直方图结构？

这里的问题不是结构，而是绊倒你的指针。执行此操作时：MeasurementSet ms;它声明了MeasurementSet类型的“自动变量”。这意味着MeasurementSet的所有内存都已“分配”并准备就绪。反过来，MeasurementSet有两个类型为Measurement的变量，它们也是“已分配”和“准备就绪”。反过来，测量有3个直方图*类型的变量，它们也是“已分配”和“准备就绪”......但是等等！ “直方图*”类型是“指针”。这意味着它是一个地址 - 描述实际内存位置的32位或64位（或任何位）值。就是这样。你应该指出一些东西 - 把东西放在那个位置。在它指向任何东西之前，它会在其中包含字面上的随机数据（或者数据为0，或者某些特殊的调试数据，或类似的东西） - 关键是如果你尝试用它做某事，你会得到分段错误，因为您可能会尝试读取程序不应该读取的部分数据。

在c ++中，struct几乎与一个类（在python中有类似的概念）完全相同，你通常会像这样分配一个：

m.MassHistogram = new Histogram();

......之后，直方图已准备就绪。但是，YMMV：你能自己分配吗？或者你可以从一些图书馆获得一个，也许从设备阅读等？此外，尽管你可以做我写的东西，但它并不一定“漂亮”。 c ++-ic解决方案是将分配放在构造函数中（如python中的 init ）并在析构函数中删除。

Answer 4

首先，要记住结构和类几乎完全相同。唯一的区别是struct默认情况下是struct public，默认情况下class成员是private。但其余的都完全相同。

其次，仔细区分指针和对象。

如果我写

Histogram h;

将分配直方图数据的空间，并调用它的构造函数。（构造是一个与类完全相同的方法，这里是Historgram（））

如果我写

Histogram* h;

我正在声明一个32/64位的变量，它将用作指向内存的指针。它用随机值初始化。危险！

如果我写

Histogram* h = new Histogram();

将为一个Histogram的数据成员分配内存，并调用它的构造函数。内存中的地址将存储在“h”中。

如果我写

Histogram* copy = h;

我再次声明一个32/64位变量指向内存中与h

完全相同的地址

如果我写

Histogram* h = new Historgram;
Histogram* copy = h;
delete h;

发生以下情况

为直方图对象分配内存
将调用直方图的构造函数（即使你没有编写它，你的编译器也会生成一个）。
h将包含此对象的内存地址
delete运算符将调用Histogram的析构函数（即使你没有编写它，你的编译器也会生成一个）。
为Histogram对象分配的内存将被释放
copy仍将包含用于分配对象的内存地址。但你不能使用它。它被称为“悬空指针”
h的内容将是未定义的

简而言之：代码中的“n.MassHistogram”指的是内存中的随机区域。不要使用它。首先使用运算符“new”分配它，或者将其声明为“Histogram”（对象而不是指针）

欢迎来到CPP：D

初始化和维护结构的结构

我最终做了什么

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