指向向量中项目的指针是不稳定的。

Posted 2023-02-22

【中文标题】指向向量中项目的指针是不稳定的。

【英文标题】：Pointers to items in a vector are unstable.

【发布时间】：2016-12-22 09:15:21

【问题描述】：

我观察到一些非常奇怪的行为。这是最小的例子：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stdexcept>
#include "sparsepp.h"


enum Version 
    hg19,
    hg38
;


enum Base 
    A,
    T,
    G,
    C
;


typedef struct 
    Base ref;
    float a;
    float c;
    float g;
    float t;
 SNV;



class GenomeMap 

private:
    spp::sparse_hash_map<long, SNV*> * hg19_mapping;
    spp::sparse_hash_map<long, SNV*> * hg38_mapping;
    std::vector<SNV> values;

public:
    GenomeMap() 

        hg19_mapping = new spp::sparse_hash_map<long, SNV*>;
        hg38_mapping = new spp::sparse_hash_map<long, SNV*>;

    

    void add(long hg19pos, long hg38pos, SNV value) 
        values.push_back(value);
        (*hg19_mapping)[hg19pos] = &(values.back());
        (*hg38_mapping)[hg38pos] = &(values.back());
    

    float get(Version version, long position, Base ref, Base alt) 
        spp::sparse_hash_map<long, SNV*> * mapping = (version == hg19) ? hg19_mapping : hg38_mapping;
        SNV* value = (*mapping)[position];

        if (!value || ref != value->ref)
            return -1;

        switch (alt) 
            case A:
                return value->a;
            case C:
                return value->c;
            case G:
                return value->g;
            case T:
                return value->t;
        
        throw std::invalid_argument("Invalid arguments");
    

    ~GenomeMap() 
        delete this->hg19_mapping;
        delete this->hg38_mapping;
    
;


int main(void) 
    SNV value = A, 0.1, 0.2, -1.0, 0.3;

    GenomeMap mapping;
    mapping.add(1, 2, value);
    mapping.add(2, 3, value);
    std::cout << mapping.get(hg19, 1, A, T) << "\n";
    std::cout << mapping.get(hg19, 1, A, T) << "\n";
    std::cout << mapping.get(hg19, 2, T, G) << "\n";
    std::cout << mapping.get(hg19, 2, A, G) << "\n";
    std::cout << mapping.get(hg38, 1, A, T) << "\n";
    std::cout << mapping.get(hg38, 1, A, T) << "\n";
    std::cout << mapping.get(hg38, 2, T, G) << "\n";
    std::cout << mapping.get(hg38, 2, A, G) << "\n";

    return 0;

sparsepp.h 标头（取自 this 存储库）定义了哈希映射 sparse_hash_map。当我运行这个例子而不是这个输出时

0.3
0.3
-1
-1.1
-1
0.3
-1
-1.1

大多数时候我得到：

0.3
0
-1
-1.1
-1
-1
-1
1.4013e-45

偶尔第二行应该是0.3。我相信，我错过了一些非常愚蠢的事情。我尝试用 STL 中的 std::map 替换 sparse_hash_map，但没有任何改变。

【问题讨论】：

为什么不使用智能指针（例如std::unique_ptr）作为值？

@πάνταῥεῖ 我一直在用严格的 C 兼容的 C++ 子集进行编码，所以我不知道 std::unique_ptr 是关于什么的。不过，我不再有这个限制了。

给你：en.cppreference.com/w/cpp/memory

不要存储指向向量元素的指针。当底层存储被重新分配时，它们变得无效。

@StephanLechner 据我所知，vector.back 返回的是引用，而不是副本。

【参考方案1】：

你的问题是

void add(long hg19pos, long hg38pos, SNV value) 
    values.push_back(value);                 // <<<<======= HERE
    (*hg19_mapping)[hg19pos] = &(values.back());
    (*hg38_mapping)[hg38pos] = &(values.back());

当你将一个新值压入values 时，你会使之前分配的所有指针失效。您的选择是：

在开始添加之前在values 中保留足够的空间，以确保永远不会重新分配向量。只有在开始之前知道最终尺寸，这才有可能。

将索引存储到向量中，而不是指针中。索引 (values.size()-1) 将保持稳定。

【讨论】：

非常感谢。将索引存储为 insigned long 甚至比存储 64 位指针更节省内存。

仅当您使用 64 位窗口时。在所有其他平台上（实际上）长和指针大小相同