C++ HashTable移除堆分配代码触发读取访问违例原因咨询

问题描述 #

我正在用C++实现一个HashTable，以人名作为键存储其喜爱的饮品，HashTable的定义及构造函数代码如下：

class HashTable {
private:
    static const int m_tableSize = 10;

    struct item {
        std::string name;
        std::string drink;
        item* next;
    };

    item* Table[m_tableSize];
};

HashTable::HashTable()
{
    for (int i = 0; i < m_tableSize; i++)
    {
        Table[i] = new item;
        Table[i]->name = "empty";
        Table[i]->drink = "empty";
        Table[i]->next = NULL;
    }
}

当前代码可正常运行，但存在疑问：Table[i] = new item;是在堆上分配每个桶的首个item，若移除该行（即希望首个item在栈上分配），会触发读取访问违例，想了解原因。我并非一定要在栈上分配，只是不解该编译行为。

原因分析 #

• Table是由item*指针组成的数组，作为类的成员变量，在构造函数执行前，这些指针会被默认初始化为野指针（指向随机内存地址）。
• 移除Table[i] = new item;后，直接通过Table[i]->name这类语句解引用野指针，本质是试图访问随机内存地址中的内容——这属于C++中的未定义行为，触发读取访问违例是完全符合预期的结果。
• 你可能误以为移除该行后Table[i]会自动指向栈上的对象，但实际上栈对象需要显式创建；即便在构造函数里声明栈上的item变量，构造函数执行完毕后这些栈变量会被销毁，后续访问Table[i]同样会引发内存问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者AcKoucher