运行错误,runtime error: reference binding to null pointer of type ‘int‘ (stl_vector.h)

文章讲述了如何使用C++的inorder遍历在二叉搜索树中找到第k小的元素,以及在代码中遇到的数组越界问题,强调了理论学习与实践应用的重要性。

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在力扣解决230题二叉搜索树中第K小的元素中,无意中遇到了这样的问题,记录一下原因,

class Solution {
public:
    vector<int> res;
    void inorderTraversal(TreeNode* root) {
        inorder(root, res);
    }
    void inorder(TreeNode* root, vector<int>& res) {
        if (root == nullptr) return;
        inorder(root->left, res);
        res.push_back(root->val);
        inorder(root->right, res);
    }

    int kthSmallest(TreeNode* root, int k) {
        inorderTraversal(root);
        return res[k - 1];
    }
};

大致思路是由于是二叉搜索树,所以对于任意一个结点,左子树都小于该结点值,右子树都大于该结点值,利用中序遍历的递归方法,可以获得升序排列的数组,那么返回数组下标k-1的元素就可以得到第k小的元素。
在上述代码中,如果注释掉inorderTraversal(root); 会报错:
在这里插入图片描述
数组越界的情况这里不存在,直接原因就是创建vector res; 后,没有进行添加元素操作就进行下标返回return res[k - 1]; vector是动态数组,编译时不分配空间不报错,但是运行时就会报错。

以前看C++Primer,对于概念只是了解或者不明白为什么这么说,通过一些实践后对于概念理解更深入了,所以代码还是要多写多思考原因,不能只停留在光看的层面,对于一些解决的问题也可以记录一下,积少成多,踏实稳进。

### 解决 C++ 中引用绑定到空指针的运行错误 当遇到 `runtime error: reference binding to null pointer` 的报错时,通常意味着尝试访问未初始化或者已经释放的对象。对于 `std::vector<int>` 类型来说,这种错误可能源于试图通过迭代器或索引访问不存在的元素。 #### 错误分析 此类错误经常发生在以下几种情况: - 尝试解引用指向容器末端之后位置的迭代器。 - 使用超出范围的索引来获取向量中的元素[^1]。 - 对于动态分配内存的情况,如果对象被删除后仍然保留着原来的指针并对其进行操作也会引发此异常[^2]。 针对上述提到的例子,在处理二叉搜索树中第 K 小的元素问题时发生的错误可能是由于返回的结果集 `res` 大小不足而直接使用了越界的索引所造成的[^4]。 #### 预防措施与解决方案 为了防止这类错误的发生,可以采取以下几个建议来改进代码逻辑: ##### 初始化适当的空间大小 确保在声明多维向量之前就为其指定好每一维度的具体长度,这样可以直接利用下标方式安全地存取数据而不必担心越界风险[^3]: ```cpp // 正确做法:提前定义好数组尺寸 vector<vector<int>> ans(rows, vector<int>(cols)); ``` ##### 检查边界条件 在访问任何集合类型的成员前都应该先确认其有效性,比如检查索引是否合法以及目标节点是否存在等: ```cpp if (index >= 0 && index < vec.size()) { // 安全的操作... } else { throw out_of_range("Index is invalid"); } if (!node) return; process(node->value); ``` ##### 调整算法实现细节 考虑到题目背景是在遍历一棵二叉查找树的过程中收集所需的数据项,则可以在完成整个遍历后再判断是否有足够的元素满足查询需求;另外也可以考虑采用其他更高效的方法如优先队列来进行求解: ```cpp class Solution { public: int kthSmallest(TreeNode* root, int k) { stack<TreeNode*> s; while(true){ while(root != NULL){ s.push(root); root = root -> left; } root = s.top(); s.pop(); --k; if(!k) return root->val; root = root->right; } } }; ``` 以上方法能够有效避免因为空指针引用而导致程序崩溃的问题,并且提高了整体性能表现。
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