关于存储指针变量的vector的若干问题

前言

很多初学者认为学习C++很难的一个重要原因就是关于内存管理的问题，因为它不像Java等一些高级编程语言提供了垃圾自动回收的机制（你只管使用，剩下的交给OS）；在C++中，如果你手动申请了一段内存空间，那么一定要记得在用完之后手动释放（你既要管申请，又要管释放），否则会造成内存泄漏等问题。这是一个让人又爱又恨的特性，你可以随意申请空间，但是又要小心翼翼地使用。那么说到内存管理，不得不涉及到C++中一个重要的角色——指针，指针的合理使用本身就是一个很难的问题，如果和vector等一些容器结合起来使用，出现的问题会更多，这里我列举几个在项目中遇到的问题，为了简化问题，以内置类型代替了复杂的类类型，目的只是为了还原一个场景。

一、插入后再delete

将一个指针变量插入vector之后，再手动delete，那么vector中的元素所指向的内存空间同样会失效，请看下面代码。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

vector<int*> _data;
void Function()
{
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		int* temp1 = new int(i + 1);
		_data.push_back(temp1);
		delete temp1;
		temp1 = nullptr; // 指针在delete之后一定要设为空，否则变成dangling pointer悬挂指针
	}
}

int main()
{
	Function();
	for (int i = 0; i < _data.size(); ++i)
		cout << *_data[i] << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

可以看到，先将指针变量插入到vector中，然后再手动delete，那么vector中的元素所指向的内存空间会失效，但这却是一个非常良好的编程习惯，有new就必然有delete，不会造成内存泄漏。不过，这与我的初衷有悖，我想把1~10存入vector中，那么如何既保证功能又不会造成内存泄漏呢？

二、vector中指针变量的销毁

vector等一些容器在使用之后会自动调用析构函数，释放其占用的内存，那么我们是不是就不用管了，让析构函数完成释放内存的任务，请看下面代码。

int main()
{
	vector<int*> data;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		int* temp = new int(i + 1);
		data.push_back(temp);
	}
	cout <<  "data的size：" << data.size() << endl;
	cout << "data的capacity：" << data.capacity() << endl << endl;

	int* element0 = data[0];
	int* element1 = data[1];
	int* element2 = data[2]; // 保留前三个指针变量

	vector<int*> new_data;
	new_data.swap(data); // 与空的vector进行交换，释放原始vector内存
	cout << "data的size：" << data.size() << endl;
	cout << "data的capacity：" << data.capacity() << endl << endl;

	cout << "第1个元素：" << *element0 << endl;
	cout << "第2个元素：" << *element1 << endl;
	cout << "第3个元素：" << *element2 << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

可以看到，通过与空的vector进行交换（data与new_data交换），可以达到释放内存的效果，但是奇怪的是，data中原来存储的前3个指针变量所指向的内存空间依然存储有效值，这是为什么呢？究其原因，data在释放内存的时候并不会自动delete其中的指针变量，所以指针变量依然存储有效值，要想使得指针变量也被销毁，必须手动delete。所以在第一个例子中，要想达到保留数据的同时又不会造成内存泄漏的问题，必须在vector使用完之后，循环遍历其中的指针变量，将其手动delete，但是vector的内存释放不需要我们操心，它是通过自动调用析构函数来实现的。

三、结论

1、指针变量插入vector中，再手动delete，指针变量所指向的内存空间同样会失效。
2、vector在调用析构函数释放其内存的时候，并不会自动delete其中的指针变量，我们必须通过循环遍历的方式手动delete。但是对于存储类对象的vector，其中的对象会自动调用析构函数，这点与存储指针变量有很大的不同。