如何判断对象是在栈内存还是堆内存

Question

我最近收到了一份数据结构课程的大学作业，要求我用 C++ 创建一个双向链表。

在处理双向链表时，我需要实现各种功能，但特别引起我注意的一种方法是“clear()”。该方法负责清除双向链表内的所有元素：

void clear(Node* head_ptr)
{
    Node* previous_ptr = nullptr;

    while(head_ptr != nullptr)
    {
        previous_ptr = head_ptr; // Store previous node.

        head_ptr = head_ptr->next;

        delete previous_ptr;
    }
};

该方法非常简单；它只是迭代所有元素并为每个元素释放内存Node。然后，我在析构函数中调用此方法，如下所示：

~List()
{
    clear_list(m_head_ptr);
};

然后我开始思考。如果我的节点元素位于堆上，这种释放内存的方法就很好，如下所示：

int main()
{
    List list;

    Node* node_1 = new Node(3, nullptr);    // The tail node.
    Node* node_2 = new Node(1, node_1);
    Node* node_3 = new Node(5, node_2);
    Node* node_4 = new Node(7, node_3);     // The head node. 
    
    list.add(node_1);
    list.add(node_2);
    list.add(node_3);
    list.add(node_4);

    // Then do some stuff with the list...

}   // The list goes out of scope and the destructor is called...

但是，一旦我在堆栈上创建 s并将Node指针传递给堆栈对象，这种情况就会中断，如下所示：

int main()
{
    List list;

    Node* node_1(3, nullptr);    // The tail node.
    Node* node_2(1, node_1);
    Node* node_3(5, node_2);
    Node* node_4(7, node_3);     // The head node. 
    
    list.add(&node_1);
    list.add(&node_2);
    list.add(&node_3);
    list.add(&node_4);

    // Then do some stuff with the list...

}   // The list goes out of scope and the destructor is called and the program crashes because it attempts to free stack objects...

原因是因为我试图释放堆栈对象，这不是一个好主意。当然，我们通常不会使用基于堆栈Node的，因为我们通常希望Node数据在它们创建的范围之外持续存在。尽管如此，这还是引出了我的问题：

我该如何应对？有没有办法检查内存中的某些内容是否Node在我的函数中的堆或堆栈上，然后相应地释放它？或者，有更好的方法来解决这个问题吗？

Answer 1

最简单、最有效的解决方案通常是让列表自行管理节点的分配。用户甚至不需要知道类型的node存在，更不用说分配它们等等。

因此，对于用户来说，您在问题中显示的内容相当于以下内容：

List list;
list.add_head(1);
list.add_head(3);
list.add_head(5);
list.add_head(7);

您通常还需要将add_tail项目添加到列表末尾。每个add（头或尾）通常应该返回一个抽象iterator类型（这可能是指向节点的指针的包装器），因此您可以执行以下操作：

auto pos = list.add_head(7);
list.add_tail(5);
list.add_after(pos, 3);

...这会在开头添加 7，在结尾添加 5，并3在7.

这样，列表本身就会分配所有节点，并知道如何处理它们。您可以更进一步，将分配和处置委托给一个Allocator类。这当然很有用，但可能有点超出了基本练习的意义（在实际使用中，您可能想使用标准库中的容器——虽然标准库确实提供了单向和双向——链表，它们很少有用）。