构造函数中的分段错误不明确

Posted 2023-02-21

【中文标题】构造函数中的分段错误不明确

【英文标题】：Unclear segmentation fault in a constructor

【发布时间】：2011-09-10 20:49:58

【问题描述】：

我已经为矩阵对象构建了一个构造函数。数据存储在结构val 的数组中，该数组又保存位置（在矩阵中）和值。这是代码：

SparseMatrix::SparseMatrix(const int numRow, const int numCol, vector<double> fill):
        Matrix(numRow,numCol)

    _matrix = new vector<val*>(fill.size());
    vector<double>::iterator itr = fill.begin();
    for(signed int i=0; i<numRow; i++)
    
        for(signed int j=0; j<numCol; j++, itr++)
        
            if (*itr == 0)
            
                continue;
            
            val *temp = new val;
            temp->value = *itr;
            temp->x = i;
            temp->y = j;
            _matrix->push_back(temp);
            cout << "Psition: " << ": " << _matrix->front()->x << //<--ERROR     
            cout << " " << _matrix->back()->y << endl;
        
    

您会注意到我添加 cout 只是为了验证 push_back 对我不起作用。 _matrix 在堆上，所有保存在其中的结构也是如此。全部使用“新”创建。我不明白为什么这不起作用。在我将一个新的结构指针推送到向量后的一行我无法读取它（正如我所说的分段错误）。

有什么想法吗？谢谢！

编辑： 抱歉，这是 valgrind 的消息：

==13334== Invalid read of size 4
==13334==    at 0x804AEAE: SparseMatrix::SparseMatrix(int, int, std::vector<double,     std::allocator<double> >) (in /home/yotamoo/workspace/ex3/main)
==13334==    by 0x8048C10: main (in /home/yotamoo/workspace/ex3/main)
==13334==  Address 0x8 is not stack'd, malloc'd or (recently) free'd
==13334== 
==13334== 
==13334== Process terminating with default action of signal 11 (SIGSEGV)
==13334==  Access not within mapped region at address 0x8
==13334==    at 0x804AEAE: SparseMatrix::SparseMatrix(int, int, std::vector<double,     std::allocator<double> >) (in /home/yotamoo/workspace/ex3/main)
==13334==    by 0x8048C10: main (in /home/yotamoo/workspace/ex3/main)
==13334==  If you believe this happened as a result of a stack
==13334==  overflow in your program's main thread (unlikely but
==13334==  possible), you can try to increase the size of the
==13334==  main thread stack using the --main-stacksize= flag.
==13334==  The main thread stack size used in this run was 8388608.

并且 - 在第一次迭代期间发生分段错误！

【问题讨论】：

gdb 告诉你什么？瓦尔格林？为什么要存储指针？

【参考方案1】：

这是用于构造*_matrix 的std::vector<val *> 构造函数：

explicit vector ( size_type n, const val *& value = val *(), const std::allocator<val *>& = std::allocator<val *>() );

在n 设置为fill.size() 的情况下调用该构造函数会创建一个新的std::vector<val *>，其中包含fill.size() 默认构造的val * 对象（所有NULL）。当你推回一个新的 val 指针时，*_matrix 有 fill.size() + 1 元素，_matrix->front() 仍然是一个 NULL 指针。实际上，您正在取消引用 NULL。

您可能正在寻找reserve() 方法。

编辑：我注意到还有一些可以改进的地方：

SparseMatrix 构造函数采用 fill 的值。这意味着为了构造一个新的SparseMatrix，需要制作double 对象向量的完整副本。您应该改为通过 const-reference 传递 fill。 对于 STL 容器迭代器，除非您需要后增量的结果，否则应始终使用前增量运算符。 如果一个新的val 对象的分配引发std::bad_alloc 异常，那么您将泄漏内存。 考虑使用池分配器来分配许多val 对象。一些 C/C++ 运行时库实现（例如 OpenBSD）随机分配内存。在堆上分配许多小对象会导致严重的堆碎片。

【参考方案2】：

如果numCol > fill.size()，您的循环将结束。

【参考方案3】：

正如其他人所解释的那样，错误是您正在使用 nullptrs 进行初始化，而不是保留然后取消引用它们。

您还为所有项目保留空间，而不是释放未使用的空间。您的稀疏数组将始终使用比传入的原始向量更多的空间。

您不应该对所有这些项目进行更新。使用值向量。这将使您的代码异常安全。

还有一个问题是您没有检查您是否有权填写。至少应该有一个关于元素数量的断言。

假设 val 是这样的结构：

struct val

     val( int x, int y, double value ):x(x),y(y),value(value)
     int x;
     int y;
     double value;
;

那么改进/更正的版本可能如下所示：

class SparseMatrix

   vector<val> _matrix;

public:

    SparseMatrix(const int numRow, const int numCol, vector<double> const& fill)
    
        assert( numCol > 0 );
        assert( numRow > 0 );
        assert( numRow * numCol == fill.size() );

        int skipped = std::count( fill.begin(), fill.end(), 0.0 );

        _matrix.reserve( fill.size() - skipped );

        vector<double>::const_iterator itr = fill.begin();
        for( int i=0; i<numRow; ++i)
        
            for(int j=0; j<numCol; ++j, ++itr)
            
                if( *itr != 0.0 )
                
                    _matrix.push_back( val( i, j, *itr ) );
                
            
        
    
;