LeetCode杨辉三角C++代码报int空指针引用绑定运行错误原因

报错信息 #

Char 9: runtime error: reference binding to null pointer of type 'int' (stl_vector.h)
SUMMARY: UndefinedBehaviorSanitizer: undefined-behavior

问题代码 #

vector<vector<int>> generate(int numRows) {
    vector<vector<int>> v(numRows);
    vector<int> q;
    for(int i=0;i<numRows;i++){
        q.resize(i+1);
        q[0]=q[i]=1;
           
        for(int j=1;j<i;j++){
            q[j]=v[i-1][j-1]+v[i-1][j]; 
        }
        v.push_back(q);
        q.clear();
    }
    return v;     
}

错误根因 #

触发空指针引用的核心问题是外层vector的初始化和后续写入逻辑不匹配：

• 代码第一行写vector<vector<int>> v(numRows);时，会预先向v中插入numRows个空的vector<int>对象，此时v的长度已经是numRows，索引范围是0 ~ numRows-1，每个索引位置存的都是没有任何元素的空vector。
• 后续循环中使用v.push_back(q)写入每一行的计算结果，是把新元素追加到v的末尾，而不是填充预分配的那些空位置。这就导致v[0]到v[numRows-1]始终是空vector，计算出来的杨辉三角行实际存在v[numRows]到v[2*numRows -1]的位置。
• 当循环到i=1、第一次进入内层j循环时，代码尝试访问v[i-1]也就是v[0]的元素，而v[0]是空vector，访问不存在的int元素就会触发空指针绑定错误，属于未定义行为。
• 就算不触发运行时错误，最终返回的v长度是2*numRows，前半段全是空vector，结果也完全不符合题目要求。

修复方案 #

二选一即可：

• 去掉外层vector的预分配长度，初始化为空vector：把第一行改成vector<vector<int>> v;，后续push_back会按顺序把每一行存到正确的索引位置，访问v[i-1]时拿到的就是已经计算完成的上一行内容。
• 保留预分配逻辑的话，把写入逻辑从追加改成赋值：将v.push_back(q);替换为v[i] = q;，直接填充预分配好的索引位置，不会出现空vector，也不会产生多余元素。

修正后可运行代码示例 #

vector<vector<int>> generate(int numRows) {
    vector<vector<int>> v;
    vector<int> q;
    for(int i=0;i<numRows;i++){
        q.resize(i+1);
        q[0]=q[i]=1;
           
        for(int j=1;j<i;j++){
            q[j]=v[i-1][j-1]+v[i-1][j]; 
        }
        v.push_back(q);
        q.clear();
    }
    return v;     
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者John