C++ unordered_map 初始化读取访问冲突

Posted 2023-02-22

【中文标题】C++ unordered_map 初始化读取访问冲突

【英文标题】：C++ unordered_map initialization read access violation

【发布时间】：2020-08-24 11:50:31

【问题描述】：

我有一个结构：

struct Foo

    std::unordered_map<std::string, std::string> info;
    int count;
    int bar;

我正在尝试按如下方式在堆上初始化此结构：

Foo* createFoo(int count, int bar)

    Foo* foo = (Foo*)malloc(sizeof(Foo));
    foo->info = std::unordered_map<std::string, std::string>(); // <- exception thrown here
    foo->count = count;
    foo->bar = bar;
    return foo;

我在构造 unordered_map 时遇到以下异常：

Exception thrown: read access violation. _Pnext was 0xCDCDCDD1.

我知道 MVS 用 0xCD 填充堆分配的内存，这就是为什么 _Pnext 指针有这个值，但我不明白为什么 unordered_map 构造函数没有将这些字段归零。

我意识到现代 C++ 执行此操作的方式是使用 new/constructors，但我正在尝试使用（基本上）POD 对象以非 OOP 程序方式编写此代码。

我是不是初始化地图不正确？

【问题讨论】：

A unordered_map 绝不是 POD 类型。既然知道应该怎么做，为什么还要这样做？

使用new 不是“现代”方式；自从 C++ 被称为“C with classes”以来，它一直是的方式。它也与 OOP 完全无关。

@chips C++ 是多范式语言，OOP 是它支持的范式之一。这与初始化std::unordered_map 无关，您在初始化Foo 时遇到了问题。 Foo 的初始化将初始化其所有成员。

我可以推荐一个好的C++ Book。将节省大量时间。

我是不是初始化地图不正确？你根本没有初始化地图。

【参考方案1】：

malloc() 不初始化分配的内存，这在分配具有非平凡构造函数的对象时很糟糕。

您应该改用new。

Foo* foo = new Foo;

要解除分配通过new 分配的对象，您可以使用delete。

delete pointe_to_object;

【参考方案2】：

malloc 的 C 调用

Foo* foo = (Foo*)malloc(sizeof(Foo));

不为数据成员调用构造函数。

所以数据成员

std::unordered_map<std::string, std::string> info;

没有构建。

这个语句带有复制赋值运算符

foo->info = std::unordered_map<std::string, std::string>();

导致未定义的行为，因为没有创建对象foo->info。

您必须使用运算符 new 而不是 malloc。

例如

Foo* foo = new Foo();

【讨论】：

有没有办法手动调用原地的unordered_map构造函数？

@chips 你为什么要寻找非标准的方法来分配一个对象？

@chips 你可以像new(&foo->info) std::unordered_map<std::string, std::string>;一样使用placement new

@MikeCAT 这就是我问题的答案 - 谢谢

【参考方案3】：

malloc() 不创建任何对象。它只是保留一些未初始化的内存。该内存中没有对象，必须使用位置 new 创建这些对象。

现在，operator= 需要一个现有对象，因为它是成员函数（始终）。通过在foo->info = std::unordered_map<std::string, std::string>() 行上调用此运算符，您可以在不存在的对象上调用运算符。

解决方案是不要违背语言并使用new，因为你应该这样做：

Foo* createFoo(int count, int bar)

    Foo* foo = new Foo;
    // unnecessary now, the object is already constructed and default-initialized
    // foo->info = std::unordered_map<std::string, std::string>(); 

    // ints are constructed, but not initialized
    foo->count = count;
    foo->bar = bar;
    return foo;

您也可以将malloc 与放置new 一起使用，但这仅在您需要没有实际对象的内存时才有用（例如在向量实现中）。

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注意：在现代 C++ 中使用原始的 new 是一种不好的气味（嗯，9 岁，但与 std::unordered_map 一样现代）。请改用 smart pointers 和 STL 容器。

【讨论】：

据我所知，所有 new 所做的都是分配内存，然后调用默认构造函数（这不正确吗？）如果确实如此，那么我仍然不明白为什么默认构造函数可以'不能就地手动调用......

@chips 不正确。您正在描述new 的行为，malloc 仅分配内存，仅此而已。您可以使用放置new 手动调用构造函数，如其他答案下的评论中所述。但是您正在尝试调用operator=，而不仅仅是默认构造函数，这是UB。

我了解 malloc 的作用。我刚刚注意到位置新评论回答了我的问题。如果 operator= 是 UB，则不确定为什么我的编译器不叫我各种名字。

UB 的意思是“任何事情都可能发生”。崩溃（如使用未初始化的非 POD 结构时）或看似正常工作（如使用未初始化的int 时）都是 UB 的完美示例。如果编译器必须指出 UB，它就不再是 UB。