简单的代码，看似随机的结果 - 这是由于过时的引用吗？

Posted 2023-02-21

【中文标题】简单的代码，看似随机的结果 - 这是由于过时的引用吗？

【英文标题】：simple code, seemingly random result - is this due to a stale reference?

【发布时间】：2016-04-08 01:41:02

【问题描述】：

下面的代码涉及一个由 int 向量组成的向量，它由一个带有两个元素的向量组成。该代码非常不言自明。我希望每个打印语句的输出为 2，但第二个打印语句打印 6。

我猜这与引用的传递和事物的构造顺序有关，但我无法解释。你能解释一下这个输出吗？我究竟做错了什么？

谢谢，

丹

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

using namespace std;

class Permutation

    public:

    Permutation(const vector<vector<int> >& cycles) : _cycles(cycles)
    

    static Permutation foo()
    
        vector<vector<int> > cycles = 2,3;

        assert(cycles.front().size() == 2); // foo seems to create the correct thing locally

        return Permutation(cycles);
    

    const vector<vector<int> >& _cycles;
;


int main()
    
    vector<vector<int> > cycles = 2,3;
    Permutation perm(cycles);
    cout << perm._cycles.front().size() << endl; // outputs 2, as expected

    cout << Permutation::foo()._cycles.front().size() << endl; // outputs 6, seems like garbage to me

    return 0;

【问题讨论】：

_cycles 在foo 中持有对cycles 的引用，一旦foo 返回，该引用就失效了。

【参考方案1】：

您的猜测大部分是正确的。并不是引用的传递是个问题，而是在所有的引用都被到处传递之后，被引用的对象超出了范围并被销毁了，而引用仍然悬而未决。在那个时候使用引用变成了未定义的行为。

当一切都说完了，_cycles 最终成为来自已返回函数的函数范围对象的引用，从而破坏了被引用的对象。您所做操作的简化示例：

int &foo()

    int bar=4;

    return bar;


void foobar()

    int &blah=foo();

foo() 返回了一个函数范围对象的引用，该对象在foo() 返回时已经被销毁，因此返回的引用是指一个超出范围并被销毁的对象。使用引用现在是未定义的行为。

【参考方案2】：

在 foo() 中，您在当前堆栈帧中分配一个 Permutation 对象，然后返回给调用者，销毁该帧（即超出范围）。相反，您可以在堆上分配新的 Permutation 对象并返回指针，请记住，如果在除立即退出的示例之外的其他操作中完成，您将希望在某个时候释放它。

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

using namespace std;

class Permutation

    public:

    Permutation(const vector<vector<int> >& cycles) : _cycles(cycles)
    

    static Permutation * foo()
    
        vector<vector<int> > cycles = 2,3;

        assert(cycles.front().size() == 2); // foo seems to create the correct thing locally

        return new Permutation(cycles);
     

    const vector<vector<int> >& _cycles;
;


int main()
    
    vector<vector<int> > cycles = 2,3;
    Permutation perm(cycles);
    cout << perm._cycles.front().size() << endl; // outputs 2, as expected

    cout << Permutation::foo()->_cycles.front().size() << endl; // outputs 6, seems like garbage to me

    return 0;

【参考方案3】：

我换行了：

常量向量>& _cycles;

到

常量向量> _cycles;

一切正常！

【讨论】：

那是因为，您的代码现在不再包含对可能被销毁的对象的引用，而是包含该对象的副本，该副本将在原始对象被销毁后继续存在（并链接到生命周期Permutations 对象）。如果您不明白为什么会这样，请避免使用作为引用的类/结构成员。