C++堆内存队列指针赋值失效：如何实现两个类共享同一队列？

我正在编写C++示例代码，希望让两个类能够访问同一个队列，但调用connectMQ函数后，a_Object.ToMQ和b_Object.FromMQ并未指向与messageQueue1Send相同的堆内存地址，函数内的赋值仅在函数作用域内有效。请问如何正确完成指针赋值，解决该错误，确保仅访问堆内存地址？

原代码如下：

#include <iostream>
#include <queue>

using namespace std;

class MessageQueue{
public:
    std::queue<int> m_queue;
};

class A_Object{
public:
    MessageQueue *ToMQ=0;
};

class B_Object{
public:
    MessageQueue *FromMQ=0;
};

void connectMQ(MessageQueue *original, MessageQueue *source, MessageQueue *destination);

void connectMQ(MessageQueue *original, MessageQueue *source, MessageQueue *destination){
    source = original;
    destination = original;
    // source and destination has the same addresses as original  
}

int main() {
    cout << "!!!Hello World!!!" << endl; // prints !!!Hello World!!!

    MessageQueue *messageQueue1Send;
    messageQueue1Send = new MessageQueue();

    A_Object a_Object;
    B_Object b_Object;

    connectMQ(messageQueue1Send,    a_Object.ToMQ, b_Object.FromMQ);
    // at this point the addresses of a_Object.ToMQ and b_Object.FromMQ dont show to the same adress on the heap like messageQueue1Send
    
    messageQueue1Send->m_queue.push(10);

    int value = b_Object.FromMQ->m_queue.front();

    cout << "value="<< value << endl;

    return 0;
}

错误原因 #

你的connectMQ函数参数是指针传值，这意味着函数内部的source和destination只是外部指针的副本。在函数里修改副本的指向，不会影响外部原本的a_Object.ToMQ和b_Object.FromMQ的指向，所以函数结束后外部指针依然是初始的空指针。

解决方案 #

要修改外部的指针，需要传递指针的指针或者指针的引用，这样函数内部才能直接操作外部的指针变量。

方案1：使用指针的指针 #

修改connectMQ的参数和实现：

#include <iostream>
#include <queue>

using namespace std;

class MessageQueue{
public:
    std::queue<int> m_queue;
};

class A_Object{
public:
    MessageQueue *ToMQ=0;
};

class B_Object{
public:
    MessageQueue *FromMQ=0;
};

// 参数改为指针的指针
void connectMQ(MessageQueue *original, MessageQueue **source, MessageQueue **destination);

void connectMQ(MessageQueue *original, MessageQueue **source, MessageQueue **destination){
    // 通过指针的指针修改外部指针的指向
    *source = original;
    *destination = original;
}

int main() {
    cout << "!!!Hello World!!!" << endl;

    MessageQueue *messageQueue1Send = new MessageQueue();

    A_Object a_Object;
    B_Object b_Object;

    // 传入指针的地址
    connectMQ(messageQueue1Send, &a_Object.ToMQ, &b_Object.FromMQ);
    
    messageQueue1Send->m_queue.push(10);

    // 此时b_Object.FromMQ已经正确指向目标队列
    int value = b_Object.FromMQ->m_queue.front();

    cout << "value="<< value << endl;

    // 记得释放堆内存，避免泄漏
    delete messageQueue1Send;

    return 0;
}

方案2：使用指针的引用 #

C++支持引用，用指针的引用可以更直观地操作外部指针：

#include <iostream>
#include <queue>

using namespace std;

class MessageQueue{
public:
    std::queue<int> m_queue;
};

class A_Object{
public:
    MessageQueue *ToMQ=0;
};

class B_Object{
public:
    MessageQueue *FromMQ=0;
};

// 参数改为指针的引用
void connectMQ(MessageQueue *original, MessageQueue* &source, MessageQueue* &destination);

void connectMQ(MessageQueue *original, MessageQueue* &source, MessageQueue* &destination){
    // 直接修改引用对应的外部指针
    source = original;
    destination = original;
}

int main() {
    cout << "!!!Hello World!!!" << endl;

    MessageQueue *messageQueue1Send = new MessageQueue();

    A_Object a_Object;
    B_Object b_Object;

    // 直接传入指针变量（引用会绑定到外部变量）
    connectMQ(messageQueue1Send, a_Object.ToMQ, b_Object.FromMQ);
    
    messageQueue1Send->m_queue.push(10);

    int value = b_Object.FromMQ->m_queue.front();

    cout << "value="<< value << endl;

    delete messageQueue1Send;

    return 0;
}

补充说明 #

• 两种方案都能实现需求，指针引用的写法更简洁直观，是C++里更推荐的方式。
• 注意最后要释放messageQueue1Send指向的堆内存，避免内存泄漏。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者AndreStony