函数调用场景下的C/C++指针异常行为排查

我有12年软件开发经验，平时主要用Java/C#和Python，最近捡起来学C++，从指针基础开始练手写动态数组和内存管理（纯学习用，生产环境肯定用vector）。写了下面这段代码：

#include <iostream>
#include <algorithm> // 需包含头文件才能使用std::copy
using namespace std;

int * CreateDynamicArray(int capacity, int& size){
    size = 0;
    cout << "Creating Dynamic Array of size: " << capacity << endl;
    return new int[capacity];
}

void InsertElement(int* dynamicArray, int element, int& size, int& capacity){
    dynamicArray[size] = element;
    size++;
}

void ResizeDynamicArray(int* dynamicArray, int& size, int newCapacity){
    int * temp = new int[newCapacity];
    copy(dynamicArray, dynamicArray + size, temp);
    delete[] dynamicArray;
    dynamicArray = temp;
}

int main() {
    int capacity = 1;
    int size;
    int * dynamicArray = CreateDynamicArray(capacity, size);

    InsertElement(dynamicArray, 20, size, capacity);

    ResizeDynamicArray(dynamicArray, size, capacity + 1);

    // 此处访问dynamicArray[0]会得到随机值
    cout << dynamicArray[0] << endl;
    delete[] dynamicArray;
    return 0;
}

把逻辑全写在main里时一切正常，但拆成函数后出问题了——在ResizeDynamicArray里，新建temp指针拷贝数据，delete旧数组后把dynamicArray指向temp，但函数返回后，main里的dynamicArray[0]从20变成了随机值；要是删掉delete[] dynamicArray这行就没毛病。

疑问解答 #

1. 为何删除旧指针会影响新指向的地址？

不是删除旧指针影响了新地址，而是你在ResizeDynamicArray里修改的dynamicArray只是原指针的副本。main里的原指针根本没被更新，还指着原来被delete掉的内存地址。当旧数组内存被操作系统回收后，再访问main里的dynamicArray就是访问野指针，值自然是随机的。

要是不删旧数组，那块内存只是暂时没被系统覆盖，能看到旧值纯属巧合，本质是未定义行为，随时可能崩。

2. 为何仅在函数中出现该行为？

写在main里时，你修改的是同一个指针变量，直接更新它的指向当然生效。但拆成函数后，C++默认是值传递——函数会创建一个和原指针值相同的副本，你在函数里修改副本的指向，完全不会影响main里的原指针。这和你把int变量传给函数，函数改副本不影响原变量是一个道理，只不过这里传的是指针的地址值。

3. 如何避免？双指针的原理是什么？

核心是让函数能直接修改main里的原指针，有两种常用方法：

方法一：使用指针的引用（int*&）

把ResizeDynamicArray的参数改成指针的引用，这样函数里操作的就是main里的原指针，而非副本：

void ResizeDynamicArray(int*& dynamicArray, int& size, int newCapacity){
    int * temp = new int[newCapacity];
    copy(dynamicArray, dynamicArray + size, temp);
    delete[] dynamicArray;
    dynamicArray = temp; // 直接修改main里的原指针
}

原理和你传int&给函数能修改原int变量一样，指针的引用就是让函数直接操作原指针变量。

方法二：使用双指针（int**）

双指针是指向指针的指针，把main里指针的地址传给函数，函数通过这个地址修改原指针的值：

void ResizeDynamicArray(int** dynamicArray, int& size, int newCapacity){
    int * temp = new int[newCapacity];
    copy(*dynamicArray, *dynamicArray + size, temp);
    delete[] *dynamicArray;
    *dynamicArray = temp; // 解引用后修改main里原指针的指向
}
// main里调用时传指针的地址：
ResizeDynamicArray(&dynamicArray, size, capacity + 1);

原理是：main里的dynamicArray是存数组地址的指针变量，&dynamicArray是这个指针变量本身的地址。函数里用int**接收后，*dynamicArray就是对该地址解引用，拿到main里的原指针变量，修改它的指向就会直接生效。

两种方法都可行，指针引用更直观，双指针是C语言常用写法（因为C没有引用特性）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Stealthguy