问题

指针数组初始化为 nullptr 和直接使用 memcpy 有什么区别?

回答
好的,咱们来聊聊指针数组初始化为 `nullptr` 和直接使用 `memcpy` 这俩事儿。别看名字听起来挺技术范儿的,其实咱们可以把它想象成盖房子或者搬东西,这样就容易理解了。

指针数组初始化为 `nullptr`:给“房子”留白

想象一下,你要建一个小区,准备盖很多栋楼。每个楼的地址都需要记录下来,咱们可以把这些地址用“指针”来表示,而这个小区呢,就是“指针数组”。

在你开始规划盖哪栋楼(分配内存)之前,你不能直接把楼的地址随便填进去,对吧?万一填错了,房子就盖在马路上了,或者根本不存在。这时候,你就需要一种方式来表示“这块地还没定下来,暂时什么都没有”。

在 C++ 里,`nullptr` 就扮演了这个角色。当你创建一个指针数组,比如:

```c++
MyType ptrArray[10];
```

这就像是你画了10个空白的地块图,每个图上都没写清楚这块地是给谁盖房子的。这时,每个指针都指向一个“无效的”或者“不存在的”地址,它们的值是未定义的。

但是,如果我们想明确地告诉大家,“这里现在什么都没有,别想着用它”,更安全的做法是显式地将它们初始化为 `nullptr`:

```c++
MyType ptrArray[10] = {nullptr}; // 或者写成 {nullptr, nullptr, ...}
```

这就像是在每个地块图上都画一个“空地”的标记。它清楚地告诉你:
1. 意图明确: 这个指针当前不指向任何有效的内存。
2. 安全检查: 当你试图通过这个指针访问内存时(比如 `ptrArray[i]`),编译器或者运行时会更倾向于发出警告或抛出异常,而不是直接去访问一个随机的、未知的内存地址,从而避免一些难以追踪的 bug。
3. 方便后续赋值: 等你真的规划好了某块地要盖什么房子(分配了内存),你就可以把真正的地址赋值给这个指针。

打个比方: 你在小区规划图上准备了10个车位。没车的时候,你不能随便给一个车位一个“假的车牌号码”。你更应该明确表示“这个车位是空的”。当有车来的时候,你才把真正的车牌号码(内存地址)赋给它。`nullptr` 就是那个“车位是空的”的标记。

直接使用 `memcpy`:复制“已经填好的地址”

现在想象一下,你有另一个小区,里面的房子地址都规划好了,并且已经记录在另一张纸上了。你想把这些地址快速地“复制”到你的新小区规划图上。

`memcpy` 就是一个用来做这种快速复制的工具。它会做的,就是照搬内存中的字节序列。

如果你有一个已经初始化好的指针数组,比如:

```c++
MyType sourcePtrArray[5] = {/ ... 已经指向有效内存的指针 ... /};
MyType destPtrArray[5];
```

你想把 `sourcePtrArray` 的内容复制到 `destPtrArray`,直接用 `memcpy` 就像是把两张纸的“地址列表”原封不动地复制一遍:

```c++
memcpy(destPtrArray, sourcePtrArray, sizeof(destPtrArray));
```

`memcpy` 会做什么呢?它会去 `sourcePtrArray` 的起始位置,一个字节一个字节地复制指定大小的内容到 `destPtrArray` 的起始位置。对于指针数组来说,它复制的就是指针本身存储的值,也就是内存地址。

这里需要特别注意几点:

1. 复制的是“地址”,不是“地址指向的内容”: `memcpy` 复制的是指针本身的值(也就是那些内存地址),它并不会去管这些地址指向的实际数据是什么,更不会复制那些数据。它只是把“A处的地址”复制到“B处”。
2. 前提是源数组有效且初始化过: `memcpy` 只是机械地复制字节。如果源数组里的指针本身就是无效的(比如初始化为 `nullptr` 或者是一个随机的垃圾值),那么 `memcpy` 复制过来的也还是这些无效的指针。它不会帮你把 `nullptr` 变成一个有效的地址,也不会帮你修复一个错误的地址。
3. 目标数组大小必须匹配: `memcpy` 需要你知道要复制多少字节。对于指针数组,通常是 `sizeof(目标数组)` 或者 `元素个数 sizeof(指针类型)`。

打个比方: 你有一张纸,上面写着好几个朋友家的具体地址。你想给另一个朋友也一份地址清单,就直接把那张纸的照片(复印件)给了他。拿到复印件的朋友看到的也是和你一模一样的地址。如果原地址本来就是错误的,那么复印件上的地址也是错的。如果原地址本来是“暂无”(相当于 `nullptr`),那么复印件上也是“暂无”。

区别在哪?核心是“意图”和“安全性”

简单来说,最大的区别就在于 意图 和 后续行为的安全性:

初始化为 `nullptr` 是在“声明一个未使用的空位”: 你明确告诉系统和你自己,“这里现在是空的,不要用”。这是一种主动的安全措施,为后续的内存分配和赋值做准备。它的目标是确保指针在被赋值前是无效的,避免野指针问题。
使用 `memcpy` 是在“复制已有的地址值”: 它是基于已有的数据进行字节层面的复制。它本身不引入安全性,而是继承了源数据的状态。如果源指针是 `nullptr`,复制过来也是 `nullptr`;如果源指针指向了无效内存,复制过来也是无效的。它不关心指针是否有效,只关心字节内容。

总结一下,用更白话的比喻来区分:

`nullptr` 初始化: 像是你在买一套新房子,开发商给你的是一个写着“期房”或“待建”的合同。你知道现在里面还没东西,你不能住进去,但你知道这里以后会有房子。你随时可以等房子建好了(分配了内存)再把钥匙(实际地址)给你。
`memcpy`: 像是你去复印别人家的户口本。如果别人户口本上某一项是空白的(`nullptr`),你复印出来的也是空白的。如果别人户口本上写错了地址,你复印出来的地址也是错的。你只是把原件上的信息照搬过来,无论原件上的信息是真是假、是空是满。

所以,这两者处理的是完全不同的场景:

当你创建一个新的指针数组,并且知道它一开始不会指向任何有效的内存时,就应该用 `nullptr` 初始化,这是良好的编程习惯,能有效避免很多潜在问题。
当你需要复制一组已经存在的、有效的指针(或者一组明确无效的指针,并且你就是想复制这种无效性)到另一个数组时,才使用 `memcpy`。但即便如此,很多时候使用循环逐个复制指针会更清晰,也更容易避免因误用 `memcpy` 尺寸参数而带来的错误。

希望这样解释能让你明白这两者的不同之处!

网友意见

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首先,你说的应该是memset,我就当你是问memset了。

然后对于C++来说,因为C++作者在设计上规定了空指针必须是0,所以理论上你用memset全零是可以的。

如果是C的话,虽然实务中空指针确实都实现为0,但似乎语言设计上并未规定它必须是零。因此,理论上不能这么做,但实际上在已知的所有平台中都不会有问题。

所以对于题主的情况:理论上没有问题,但不建议你这么做,因为影响可读性,而且未必能提升性能。

不成熟的优化是万恶之源。高级优化是能够把这种连续赋值给优化好的,不需要自己去想memset这种提前优化的办法。

user avatar

我直接惊了啊!提问者还有其他回答的三位老程序猿出奇一致地认为用 memcpy 没问题???!!!

看清楚啊!是 memcpy 啊!不是 memset 的啊!!!

你说一个人看走眼了也就罢了,怎么会发生四个人一起看走眼的情况呢?

       memcpy(parray, 0, size);      

这里从地址为 0 的地方开始拷贝元素,直接 crash 的啊!


那改成 memset 就没问题了吗?

       A **parray = new A *[size] memset(parray, 0, size);       

memset 的第三个参数是以 byte 数计的啊!

不是按数组元素个数计的!

得改成 size * sizeof(A*) 才行


所以你看看,老想着怎么优化,结果一不小心两个错误,把最重要的正确性指标都搞没了~

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