面试题：C++ 类成员初始化默认值设置的复杂场景

Question

假设有一个`Matrix`类表示二维矩阵，包含成员变量`rows`（行数）、`cols`（列数）以及一个动态分配的二维数组`data`用于存储矩阵元素。请写出构造函数，使用初始化列表为`rows`和`cols`设置默认值为3，并初始化`data`使得矩阵的对角线上元素为1，其余元素为0。同时，阐述在这种情况下默认值设置需要注意的内存管理问题。

Answer 1

#include <iostream>

class Matrix {
private:
    int rows;
    int cols;
    int** data;

public:
    Matrix() : rows(3), cols(3) {
        data = new int*[rows];
        for (int i = 0; i < rows; ++i) {
            data[i] = new int[cols];
            for (int j = 0; j < cols; ++j) {
                data[i][j] = (i == j)? 1 : 0;
            }
        }
    }

    ~Matrix() {
        for (int i = 0; i < rows; ++i) {
            delete[] data[i];
        }
        delete[] data;
    }
};

内存管理问题阐述

1. 动态内存分配：在构造函数中，为data分配了一个二维动态数组。首先为data分配了rows个指针，然后为每个指针分配cols个int类型的空间。这种双重动态分配需要确保在对象销毁时正确释放内存，以避免内存泄漏。
2. 内存释放：在析构函数中，先释放每一行的内存（delete[] data[i]），然后释放data本身（delete[] data）。如果遗漏了任何一个释放步骤，都会导致内存泄漏。特别是如果在分配内存过程中出现异常，需要确保已分配的内存能够正确释放，这通常可以通过智能指针来更好地管理，以简化内存管理并确保异常安全。