vector.clear()后程序崩毁原因分析(单例与智能指针)

Posted 2023-05-12

参考技术A

再一次实际开发中曾遇到每次调用vector.clear()后,程序直接闪退,但程序其他操作都完全没有问题,加断点调试发现每次erase()到第2或者第3个迭代器的时候就会出现越界的异常,经过一天的调试发现罪魁祸首在于 容器中的对象使用智能指针包裹了单例的句柄

因此bug涉及到的技术太多,所以特此记录,但具体细节的原因仍不清楚

首先使用 clear() 释放vector内存有是问题的, clear() 只是将vector的size置零，可是并不保证capacity为零，因此 clear() 并不能释放vector已经申请的内存。常用方式通过 swap() 函数,使得vector离开其自身的作用域，从而强制释放vector所占的内存空间

clear() 实际所做的是为vector中所保存的所有对象调用 析构函数 ,然后初始化 size 让觉得把所有的对象清除了。真正释放内存是在 vector的析构函数 里进行的，所以一旦超出vector的作用域（如函数返回)，首先它所保存的所有对象会被析构，然后会调用allocator中的deallocate函数回收对象本身的内存.

如果vector中存放的是指针，那么当vector销毁时，这些指针指向的对象不会被销毁，内存也不会被释放

根据侯捷老师的<effecitve c++>设计类的时候经常使用 指针作为类成员 ,再构造函数中开辟内存,再析构函数中释放内存,一方面可以大大降低头文件的耦合度,二是设计更加轻量级的类,减少类所占内存.

但是再实际开发中发现这样做有一点缺陷:必须使用 深拷贝 ,需要重载他的拷贝函数,否则浅拷贝将会导致重复释放或野指针,但是如果使用 单例模式 禁止拷贝也可以解决,所以在我个人的习惯中, 明确此类不会有拷贝的情况下我都私有化了他的拷贝函数

除了以上 单例模式可以解决指针作为类成员的问题 ,还有另一种方式就是 智能指针shared_ptr包裹类成员

这是程序崩溃的根本原因,单例模式导致对象在内存中只占一份, 虽然shared_ptr是专门管理多指针指向同一内存,但是用在类成员单例指针上时,每有一个对象构造就把这个单例指针交给一个shared_ptr管理,这就是多龙治水现象,释放时会出现重复释放 ,这也是之前为什么vector.clear()程序崩溃原因.

C++ vector::clear() - 破坏顺序？ [复制]

【中文标题】C++ vector::clear() - 破坏顺序？ [复制]

【英文标题】：C++ vector::clear() - order of destruction? [duplicate]

【发布时间】：2019-01-09 20:17:26

【问题描述】：

我已经四处搜索，但没有找到任何东西 - C++ 是否保证 std::vector 中的项目在调用 vector::clear() 时将被删除？

我有一个向量，其中一些项目依赖于向量中的其他项目，因此需要确保它被清除后进先出。 FIFO 会很好 - 我可以在调用 clear() 之前反转向量。

【问题讨论】：

析构函数是否依赖于链接的元素？如果没有，那么破坏的顺序就无关紧要了。

requirements for a sequence container 只是说clear() 销毁所有元素，容器的empty() 返回true，复杂度是线性的。 std::vector 上的部分没有添加任何内容，因此似乎未指定顺序。

@errorika，对不起，我应该更清楚 - 是的，析构函数（在某些情况下）依赖于容器中的其他元素。

Vectors 不是 LIFO/FIFO 容器，它们没有插入顺序的记录。

使用保留插入顺序的容器，例如 std::stack

【参考方案1】：

根据sequence container requirements（std::vector 是其中之一），该标准仅说明clear()：

销毁a 中的所有元素。使所有引用、指针和 引用 a 的元素的迭代器可能会使 结束迭代器。

确保：a.empty() 返回true。

复杂性：线性。

所以不，您无法保证销毁顺序。