指向向量中对象的指针有时指向向量中的不同对象

Posted 2023-02-21

【中文标题】指向向量中对象的指针有时指向向量中的不同对象

【英文标题】：Pointer to object in vector sometimes points to a different object in the vector

【发布时间】：2020-03-08 20:12:41

【问题描述】：

在下面的代码中，Struct2 中的 Struct1 指针应该始终指向 Struct1 的某个对象。这些结构中的每一个都包含在一个向量中。

但是，当我输出 Struct2 对象中指向的 Struct1 对象的索引变量时，在某些情况下会返回错误的变量。

为什么指向向量中包含的对象的指针有时会指向向量中的不同对象？

struct Struct1

    size_t index;
    std::vector<size_t> data;


struct Struct2

    Struct1 *s1;


class MyClass

    std::vector<Struct1> s1s;
    std::vector<Struct2> s2s;
    size_t propIndex = 0;

    void input(QByteArray &line)
    
        if (line == "1") 
            for (size_t i = s1s.size(); i <= propIndex; i++) 
                s1s.push_back( .index = i, .data=  );
            
            QByteArrayList list = getList();
            for (auto id : list)  s1s.at(propIndex).data.push_back(id.toULongLong());
        
        else 
            if (propIndex == s2s.size()) 
                s2s.push_back( .s1 = nullptr );
            

            if (line == "2") 
                size_t index = getIndex();
                for (size_t i = s1s.size(); i <= index; i++) 
                    s1s.push_back( .index = i, .data=  );
                
                s2s.at(propIndex).s1 = &s1s.at(index);
            
        

        propIndex++;
    

    QByteArrayList output()
    
        QByteArrayList output;

        for (auto s2 : s2s) 
            output += QByteArray::number(s2.s1->index) + "\n";
        

        return output;
    

【问题讨论】：

您好！请阅读Why is "Can someone help me" not an actual question。为了使这个问题可以回答，请详细说明您的代码的预期和实际行为。

@Brian 我试图重新表述这个问题:)

【参考方案1】：

问题是你把一个指针指向一个向量中的一个项目：

s2s.at(propIndex).s1 = &s1s.at(index);

vector 是一个动态结构，它的数据在增长时可能会重新分配。所以任何push_back() 都可以使所有指针失效：

s1s.push_back( .index = i, .data=  );

请注意，向量分配算法旨在为需要增长的几个元素保留空间。这解释了该问题仅不时出现。

一种解决方案可能不是保留指针，而是保留元素的索引以及指向向量的指针。

【讨论】：

谢谢，这就解释了。我认为您提出的解决方案会使我首先使用指针的原因无效，但无论如何我都必须找到不同的方法。

@xaxxon 是的，我正在考虑提出shared_ptr（因为根据设计，这些向量将在 s1s 和 s2s 之间共享）。但我认为 OP 首先需要这个向量来分配对象。

那么我能做的是独立分配对象并将unique_ptrs 放在向量中吗？如果是这样，一旦其unique_ptr 被释放/销毁，这些对象就会被销毁，对吧？

@bur 是的，这确实是一个想法。但 unique_ptr 旨在保持唯一性。如果您的 s2s 是唯一使用它的人，您可以使用它。如果您需要相同指针的多个用户（例如在 s2s 和 s1s 中），请改为使用 shared_ptr。

@Christophe 仅在您想要共享所有权时使用共享ptr。否则，您需要一个唯一 ptr 向量和一个原始指针向量。在他的情况下，所有权生命周期是相同的，因此不需要共享 ptr 的额外开销。

【参考方案2】：

正如 cmets 关于接受的答案所讨论的，一个可能的解决方案是使用 unique_ptrs。

在 OP 示例代码中，Struct1 向量将替换为 unique_ptr 向量：

    std::vector<std::unique_ptr<Struct1>> s1s;

然后需要独立分配对象并创建唯一指针存储在向量中，我们需要调用.get()来获取指向对象的原始指针：

    if (line == "1") 
        for (size_t i = s1s.size(); i <= propIndex; i++) 
            s1s.push_back(std::unique_ptr<Struct1>(new Struct1( .index = i, .data =  )));
        
        QByteArrayList list = getList();
        for (auto id : list)  s1s.at(propIndex)->data.push_back(id.toULongLong());
    

...

            if (line == "2") 
            size_t index = getIndex();
            for (size_t i = s1s.size(); i <= index; i++) 
                s1s.push_back(std::unique_ptr<Struct1>(new Struct1( .index = i, .data =  )));
            
            s2s.at(propIndex).s1 = s1s.at(index).get();