面试题：C++类缺省构造函数与对象初始化及内存生命周期的关系

Question

假设一个C++类中有成员变量是指针类型，指向动态分配的数组。阐述缺省构造函数在这种情况下对对象初始化的影响，以及由此可能引发的内存生命周期管理问题，如何避免这些问题？

Answer 1

缺省构造函数对对象初始化的影响

1. 指针未初始化：C++的缺省构造函数不会自动初始化指针成员变量。这意味着指针将处于未定义状态，可能指向任意内存位置。
2. 数组未分配：由于指针未初始化，指向的动态分配数组实际上并未创建。

可能引发的内存生命周期管理问题

1. 悬空指针：如果在未正确初始化指针的情况下使用该对象，可能会访问到无效内存，导致程序崩溃。例如，尝试对未初始化的指针进行解引用操作 *pointerVariable。
2. 内存泄漏：如果对象在未释放指针指向的动态分配内存时被销毁，就会发生内存泄漏。因为没有机会释放该内存，这块内存将一直占用，直到程序结束。

避免这些问题的方法

1. 自定义构造函数：在类中定义一个自定义构造函数，在其中为指针分配内存。例如：

class MyClass {
private:
    int* myArray;
public:
    MyClass(int size) {
        myArray = new int[size];
    }
};

2. 自定义析构函数：定义一个析构函数来释放指针指向的内存。例如：

class MyClass {
private:
    int* myArray;
public:
    MyClass(int size) {
        myArray = new int[size];
    }
    ~MyClass() {
        delete[] myArray;
    }
};

3. 使用智能指针：使用 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr 代替原始指针，它们会自动管理内存的释放。例如：

#include <memory>
class MyClass {
private:
    std::unique_ptr<int[]> myArray;
public:
    MyClass(int size) : myArray(std::make_unique<int[]>(size)) {}
};

这样，当 MyClass 对象销毁时，std::unique_ptr 会自动释放其管理的动态分配数组的内存。如果使用 std::shared_ptr，它会在引用计数为0时释放内存。