C++ 双重释放或损坏（出）

Posted 2023-02-21

【中文标题】C++ 双重释放或损坏（出）

【英文标题】：C++ double free or corruption(out)

【发布时间】：2020-02-16 13:29:25

【问题描述】：

我在使用带有向量 STL 的迭代器时遇到了这个错误。

代码：-

#include <iostream>
#include <vector>

void print_vec(std::vector<int> vec)

    auto itr = vec.begin();
    while (itr != vec.end())
        std::cout << *itr++ << " ";
    std::cout << std::endl;


int main(int argc, char* argv[])

    std::vector<int> vals =  1, 2, 3, 4, 5, 6 ;
    print_vec(vals);
    auto it = vals.begin();
    vals.insert(it, 100);
    print_vec(vals);
    it += 4;
    std::cout << *it << "\n";
    vals.insert(it, 200);
    print_vec(vals);
    return 0;

输出：-

1 2 3 4 5 6 
100 1 2 3 4 5 6 
5
0 100 1 2 3 4 5 6 
double free or corruption (out)
Aborted (core dumped)

我不明白为什么会这样：修改向量后迭代器有问题吗？我认为我对迭代器的直觉是有缺陷的。

【问题讨论】：

std::vector<int>::iterator itr=vec.begin(); --> auto itr = vector.begin();，拜托。为了可读性。

代码正在与迭代器失效赌博。

【参考方案1】：

当调整std::vector 的大小时，迭代器变得无效，因为它引用了调整大小之前 的向量，这可能包括将向量按顺序移动 到不同的内存位置保持连续性。在这种情况下，it 不会自动更新以引用新位置。

结果在这种情况下（因为它是未定义行为）是值200没有插入向量中，但它被写入了其他一些向量先前占用的堆内存已被释放 - 即您损坏了堆。退出main时vector被销毁，此时系统堆管理失败并报错（事后）。

在插入之后重新分配迭代器可以解决问题：

it = vals.insert(it,100);
...

如您所料，单个项目的输出报告为 5 而不是 4，因为它只是读取尚未重用的旧向量内存并被其他内容覆盖。

您可以通过比较观察错误：

vals.insert(it,100);
std::cout<<std::distance(it,vals.begin())<<'\n' ;

与

it = vals.insert(it,100);
std::cout<<std::distance(it,vals.begin())<<'\n' ;

您的结果可能会有所不同，但在https://www.onlinegdb.com/，当我执行测试时，第一种情况下迭代器位置和向量开始之间的距离为 16 - 表明迭代器不再引用当前的元素向量状态。在第二种情况下，距离为零 - 迭代器指的是新向量状态的开始。

如果vals 的容量被扩展之前 以迭代器为例：

vals.reserve(10);

然后单个元素的插入不会导致内存移动，并且不会发生失败-尽管不更新迭代器并不是一个好主意-它只是表明发生了什么引擎盖。

【参考方案2】：

...修改向量后迭代器有问题吗？

是的！

来自cppreference page 上的std::vector.insert()（我的粗体字）：

如果新的 size() 大于旧的，则导致重新分配 容量（）。如果新的 size() 大于 capacity()，all 迭代器和引用无效。否则，只有 插入点之前的迭代器和引用仍然有效。这 过去的迭代器也失效了。

【讨论】：

it = vals.insert(it,100); // 修复它