PCL智能指针疑云 <三> 智能指针作为函数的传值参数和传引用参数

一

函数的参数传递可以简单分类为“传值”和“传引用”。

声明函数时，形参带引用“&”，则函数调用时，是把实参所在的内存直接传给函数所开辟的栈内存。在函数内对形参的修改相当于对实参也进行修改。

声明函数时，形参不带引用，则函数调用时，是把实参拷贝一份作为形参。从内存上看，存在两个存放相同变量的区域，分别是实参和形参。在函数中对形参的修改，都不会对实参产生影响。函数退出后，形参所在的栈内存全部销毁。

二

对智能指针shared_ptr的通俗理解。

shared_ptr之所以能够做到在指针生命周期结束后自动销毁，得益于两个经典设计：

1）用类封装裸指针得到智能指针，在类的析构函数中，执行指针的delete操作；

2）类内有两个成员变量，一个是裸指针，一个是计数器；

当计数器计数归零时，智能指针自动调用其析构函数，销毁指针，释放内存。

三

智能指针作为函数的参数。

1）智能指针作为函数的传值参数，执行new操作

main函数片段如下，

PointCloudPtr targetCloudPtr;
targetCloudPtr = lidar_->GetNewCloud();
if (targetCloudPtr == )
        return;
 
PointCloudPtr processTarPtr(new PointCloudType);
 
ExtrPlanes_->run_Plane_Extraction(targetCloudPtr, processTarPtr);
std::cout << "process target point cloud size : " << processTarPtr->points.size() << std::endl;

声明了一个PCL的智能指针 processTarPtr ，执行new操作之后， processTarPtr 中便有了一个 PointCloudType 的裸指针成员变量，同时计数器+1，此时计数器=1.

函数 run_Plane_Extraction 的定义如下，

void Extr_PLANEFEATURE::run_Plane_Extraction(PointCloudPtr inPtr, PointCloudPtr outPtr)
{
    PointCloudPtr MLS_pointcloud(new PointCloudType);
    //
    // 给MLS_pointcloud赋值
    //
 
    outPtr = MLS_pointcloud;
}

实参processTarPtr将拷贝一份作为形参，同时计数器+1，此时计数器=2.

在函数中对形参的修改都不会对实参产生影响。因此，函数执行完毕，outPtr所指向的栈内存全部销毁。

此时，在main函数中读取processTarPtr指针的值，返回值为0。此时程序并不会崩溃。等到这个0值对main函数中其他操作产生影响时，程序才会报错。

Invalid or empty point cloud dataset given!
Invalid or empty point cloud dataset given!
[ndtMap-] process has died [pid , exit code -, cmd /home/gordon/fase_ws/devel/lib/ddd_wall_mapping/ndtMap __name:=ndtMap __log:=/home/gordon/.ros/log/d150b30c-aecf-11e9--9cda3e942fe1/ndtMap-.log].
log file: /home/gordon/.ros/log/d150b30c-aecf-11e9--9cda3e942fe1/ndtMap-*.log

2）智能指针作为函数的传值参数，不执行new操作

main函数做如下修改，即不执行智能指针的new操作。

PointCloudPtr targetCloudPtr;
targetCloudPtr = lidar_->GetNewCloud();
if (targetCloudPtr == )
        return;
 
PointCloudPtr processTarPtr;
 
ExtrPlanes_->run_Plane_Extraction(targetCloudPtr, processTarPtr);
std::cout << "process target point cloud size : " << processTarPtr->points.size() << std::endl;

声明了一个智能指针而不进行new操作，那么这个指针一直个是空指针，即null。计数器一直为0.

函数run_Plane_Extraction的调用结果与上面例子相同。回到main函数，访问空指针processTarPtr，程序立即崩溃。报错如下，

ndtMap: /usr/include/boost/smart_ptr/shared_ptr.hpp:: typename boost::detail::sp_member_access<T>::type boost::shared_ptr<T>::operator->() const [with T = pcl::PointCloud<pcl::PointXYZI>; typename boost::detail::sp_member_access<T>::type = pcl::PointCloud<pcl::PointXYZI>*]: Assertion `px != ' failed.
[ndtMap-] process has died [pid , exit code -, cmd /home/gordon/fase_ws/devel/lib/ddd_wall_mapping/ndtMap __name:=ndtMap __log:=/home/gordon/.ros/log/d150b30c-aecf-11e9--9cda3e942fe1/ndtMap-.log].
log file: /home/gordon/.ros/log/d150b30c-aecf-11e9--9cda3e942fe1/ndtMap-*.log

3）智能指针作为函数的传引用参数

为解决上述问题，函数 run_Plane_Extraction 对形参的修改能够等同于对形参进行修改。即，我们希望能够在函数 run_Plane_Extraction 结束后，将其中的形参outPtr所指向的内存保存下来。

对于上述2个例子，其修改方式都一样，把函数 run_Plane_Extraction 的形参改成传引用参数。

void Extr_PLANEFEATURE::run_Plane_Extraction(PointCloudPtr inPtr, PointCloudPtr& outPtr)
{
    PointCloudPtr MLS_pointcloud(new PointCloudType);
    //
    // 给MLS_pointcloud赋值
    //
 
    outPtr = MLS_pointcloud;
}

传引用参数，把实参所在的内存直接传递给函数作为形参，对形参的修改等同于对实参的修改。

函数 run_Plane_Extraction 结束以后，不会销毁实参指向的内存！

问题成功解决！