将类成员更改为引用会导致崩溃

Posted 2023-02-16

【中文标题】将类成员更改为引用会导致崩溃

【英文标题】：Changing class member to reference causes crash

【发布时间】：2017-12-20 14:50:39

【问题描述】：

我有这个 MCVE：

#include <stdio.h>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>

enum class someEnum  first, second, none, ;

template<typename T> class fooClass

public:
    fooClass( std::vector<std::pair<const char *, T>> _classObject )
                                         : classObject( _classObject )  ;
    auto findMember( const std::string & memberName, T defaultReturn ) const -> T;
private:
    const std::vector<std::pair<const char *, T>> classObject;
;

template<typename T> auto fooClass<T>::findMember( const std::string & memberName,
                                                   T defaultReturn
                                                 ) const -> T

    for ( auto const & it : classObject ) 
        if ( 0 == memberName.compare( it.first ) ) 
            return it.second;
        
    
    return defaultReturn;


int main() 
    fooClass<someEnum> somePairs( 
                 "text1", someEnum::first ,  "text2", someEnum::second , ); 
    printf( "Value=%d\n", somePairs.findMember( "text2", someEnum::none ) );

我跑了Cppcheck，它告诉我：

总结：函数参数'_classObject'应该通过 参考。消息：参数“_classObject”按值传递。它 可以作为 (const) 引用传递，这通常更快，并且 推荐在 C++ 中。

对于这一行：

    fooClass( std::vector<std::pair<const char *, T>> _classObject )
                                         : classObject( _classObject )  ;

好的，我把classObject的声明改成这样：

                                                  | Added the & operand
                                                  V
    const std::vector<std::pair<const char *, T>> & classObject;

gcc 具有最高警告级别接受此更改，但是当我运行程序时它崩溃了。崩溃的原因是it.first 为空。

如果使用了引用并且程序可以正常工作，我需要进行哪些更改？

【问题讨论】：

只有函数本地 const&s 可以延长临时对象的生命周期 - 而不是对象中的引用成员。如果您希望您的参考成员保持有效，那么只要参考存在，就让参考对象存活；就这么简单。但是，那里的引用可能不是您真正想要的......“应该传递”的意思就是，而不是“应该存储在其他对象中”。

建议是针对您的构造函数参数，而不是针对您的类成员。您正在引用一个在您使用时已被销毁的临时文件。

@AlBundy François 得到了答案；我只是闲聊了一些别的东西，然后编辑提到弗朗索瓦在说什么。

【参考方案1】：

建议是针对您的构造函数参数，而不是针对您的类成员。

通过使您的数据成员成为引用，您引入了一个隐含要求，即被引用对象的生命周期必须至少与 fooClass 的实例一样长。但是你让它引用_classObject，这是一个按值获取的函数参数，是传递给构造函数的向量的本地副本。此本地副本的生命周期仅限于构造函数的持续时间，也就是说比正在构造的实例的生命周期短得多。在此之后尝试访问引用的对象是未定义的行为。

根据建议，您的构造函数应如下所示：

fooClass(const std::vector<std::pair<const char *, T>> & _classObject)

通过使参数采用const 引用，您应该避免创建不必要的向量副本。然而，由于std::vector 支持移动语义，在这种情况下，性能的提升可能不会那么显着。如果完全复制矢量会更明显。

由于您似乎希望fooClass 拥有给定向量（或它的副本）的内容的所有权，因此明智的做法是还为您的构造函数提供右值引用重载。否则，在您提供的示例中，当引用分配给 classObject 时，将生成数据副本，这可能不是必需的。

避免多个重载的常见解决方案是仅提供一个按值获取对象的重载，然后将该副本移动到类的数据成员中。它不是最优的，因为实例可能是不必要的移动构造，但它避免了代码重复。这种方法是否适合您取决于您​​自己。

最后，考虑一下classObject 是否应该是const。这样做可以防止您的班级被分配和移动。但是有什么好处呢？