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C++，从同一个原始对象复制的多个对象中的成员指针的 'coupling'

coder 2024-02-20 原文 

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <cassert>

struct s_A {
    bool bin;
    s_A(): bin(0) {}
};

class c_A {
public:
    s_A * p_struct;

    c_A(): p_struct(NULL) {p_struct = new s_A [16];}

    void Reset()
    {
        delete [] p_struct;
        p_struct = new s_A [16];
    }
};

int main () 
{   
    srand(1);
    int x = 30;
    std::vector <c_A> objects;
    objects.assign(x, c_A());
    std::vector <c_A> objects_copy;

    for(int q=0; q < x; q++)
    {
        objects_copy.push_back(objects[ rand() % x ]);
        objects_copy[q].Reset();
    }

    for(int q=0; q < 16; q++)
        for(int w=0; w < x; w++)
        {
            // Assertion should not fail, but it does
            assert(!objects_copy[w].p_struct[q].bin);
            objects_copy[w].p_struct[q].bin = true;
        }
}

不知何故，不同复制对象中的指针最终指向同一内存，断言最终失败。如果在未复制的 vector 上运行，则不会发生此行为。我认为 c_A.Reset() 应该释放指针(通过 delete[])以指向新数组，但我显然遗漏了一些东西。

最佳答案

你的问题的具体根源是这里的这些行:

objects_copy.push_back(objects[ rand() % x ]);
objects_copy[q].Reset();

问题是，当您尝试将对象的拷贝推送到 objects_copy 时，您最终会在 objects vector。这意味着两个 vector 中的对象最终将拥有互为拷贝的指针。因此，当您在 objects_copy vector 的元素上调用 Reset 时，您释放了 的元素仍指向的内存code>objects 数组。

问题是您的c_A 类违反了rule of three .因为你的类封装了一个资源，所以它需要有析构函数、复制构造函数和复制赋值运算符。如果您定义了这三个函数，那么当您尝试将对象复制到 objects_copy vector 时，您将能够管理底层资源，可能是通过复制或引用-数数。有关如何编写这些函数的详细信息，请查看 this description如何编写这些函数。

编辑:这是对正在发生的事情的更详细描述:

问题在于，当您将对象添加到 vector 时，您实际上并未将该对象存储在 vector 中。相反，您正在存储该对象的拷贝。因此，当您编写 objects_copy.push_back(objects[ rand() % x ]); 时，您并没有在两个 vectors 中存储相同的对象。相反，您正在从 objects 创建其中一个对象的拷贝并将其存储在 objects_copy 中。由于您的 c_A 类型没有定义复制函数，因此最终会生成对象的浅表拷贝，从而创建指针的拷贝。这意味着如果您考虑 objects 列表中的原始对象及其在 objects_copy 中的相应拷贝，它们将各自拥有相同的 p_struct 指针。当您对 objects_copy vector 中的对象调用 Reset 时，您释放了其指针指向的内存。但是，您没有更新存储在 objects 中的原始对象的指针，因此该指针现在指向垃圾内存。尝试使用该指针会导致未定义的行为，从而导致崩溃。

添加复制功能将通过允许您控制复制的方式来解决此问题。如果您为 c_A 定义一个复制函数，使拷贝指向原始对象所指向的新拷贝，那么这个问题就不会发生，因为每个对象都有自己独立的指针.或者，如果您使用引用计数，那么如果您知道其他某个对象指向它，则可以通过不删除该资源来避免该问题。

希望这对您有所帮助!

关于C++，从同一个原始对象复制的多个对象中的成员指针的 'coupling'，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/6208572/

ampcouplingcodeobjectsobjects_copyc++pointersobjectdynamic-memory-allocationcopying

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