为啥我的代码结果显示分段错误（核心转储）？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥我的代码结果显示分段错误（核心转储）？

【英文标题】：why is my code result showing Segmentation fault (core dumped)?为什么我的代码结果显示分段错误（核心转储）？

【发布时间】：2020-12-19 09:58:48

【问题描述】：

我创建了具有构造函数和运算符 + 重载以添加两个矩阵的类 mat（矩阵），但是当我编译并运行我的代码时，一切正常，直到我初始化我的 m1、m2..然后结果是“分段错误（核心转储）”。 我不明白为什么它显示它？ 我没有在此处发布 ostream& 运算符

class mat
    int r,c;
    float **p;
    public:
    mat()
    mat(int,int);
    mat(int,int,float);
    void initialize();
    mat operator+(mat); //defined
    friend ostream& operator<<(ostream&,mat&);  
;
void mat :: initialize(void)
    int i,j;
    cout<<"\nEnter the elements : ";
    for(i=0;i<r;++i)
        for(j=0;j<c;++j)
            cin>>p[i][j];
        
    
    return;

mat mat :: operator+(mat x)
    mat tmp;
    int i,j;
    for(i=0;i<r;++i)
        for(j=0;j<c;++j)
            tmp.p[i][j]=(p[i][j])+(x.p[i][j]);
        
    
    return tmp;

mat :: mat (int a, int b) 
    r=a;
    c=b;
    p=new float*[r];
    for(int i=0; i<r; ++i)
        p[i]=new float[c];
    

mat :: mat (int a, int b, float t) 
    r=a;
    c=b;
    p=new float*[r];
    for(int i=0; i<r; ++i)
        p[i]=new float[c];
    
    
      for(int i=0;i<r;++i)
        for(int j=0;j<c;++j)
            p[i][j]=t;
        
    

int main()
    mat m1(3,3),m2(3,3),m3(3,3,0);
    cout<<"\nInitialize M1";
    m1.initialize();
    cout<<"\nInitialize M2";
    m2.initialize();
    m3=m1+m2;
    cout<<m3;
    return(0);

我是编码新手。请用简单的语言帮助我。

【问题讨论】：

您的mat 类不能安全地复制或分配，但您正在operator + 中重新使用它。这是rule of 3 违规（请参阅该链接的管理资源部分）。要么编写必要的用户定义的复制构造函数、赋值运算符和析构函数，要么使用std::vector<std::vector<float>> p;。如果您执行后者，您的代码可能会神奇地开始工作。

例如mat tmp; 你复制到 tmp 虽然你还没有分配任何空间 tmp.p。使用 std::vector 代替，那么您的许多问题都会消失。

阅读this C++ reference 然后阅读你的C++ 编译器的文档，也许是GCC。如果您使用 GCC 编译带有所有警告和调试信息的代码，那么使用 g++ -Wall -Wextra -g。然后阅读调试器的文档（可能是GDB...）。最后使用gdb 来了解你的程序的行为。从现有的开源 C++ 软件中汲取灵感，例如fish、FLTK、RefPerSys

您也未能在mat 默认构造函数中初始化您的成员变量。基本上，您的 mat 课程以几种不同的方式被破坏，甚至考虑为它编写 operator + 还为时过早。

@AndersK 非常感谢。它奏效了。 ...我意识到我在这个过程中犯了什么错误。

【参考方案1】：

operator+ 中的mat tmp; 未初始化。它使用默认的无参数构造函数，它什么都不做，特别是，不会将 p 指针设置为任何内容，这会在您尝试分配其内容时导致分段错误。一个好的 operator+ 应该检查两个矩阵是否具有相同的维度，并使用双参数构造函数创建结果矩阵。

这应该回答了这个问题，但我也会详细说明 PaulMcKenzie 的评论，因为它很重要。

这样的类在分配、移动或销毁时没有定义的特殊行为，这在处理原始指针时是不可接受的。例如，当您将此类的一个对象分配给另一个对象时，字段被简单地复制，这意味着两个对象共享相同的p 指针，这可能不是您想要的。您的对象在销毁时也不会清理其内存，这意味着您的程序中有多个内存泄漏。

为了拥有一个使用原始指针的功能类，您需要

mat(const& mat other); - 复制构造函数

mat& mat::operator=(const& mat other); - 复制赋值运算符

mat(mat&& other) noexcept; - 移动构造函数（C++11 及以上）

mat& mat::operator=(mat&& other) noexcept; - 移动赋值运算符（C++11 及以上）

~mat(); - 析构函数

如果您不提供析构函数，则每次销毁此类的对象时都会发生内存泄漏。如果你提供析构函数但复制/移动保持默认，它会崩溃，因为在你复制或移动一个对象后，两个对象将持有相同的p指针，并且在两个对象被销毁后，指针将被释放两次，这会导致崩溃。

按照 PaulMcKenzie 的建议，一个简单的解决方法是使用 std::vector，它已为您完成所有内存管理。

如果你想自己写，请查阅“0规则”/“3规则”/“5规则”。

在半相关的注释中，mat mat :: operator+(mat x) 被声明为错误，因为它创建了参数的不必要副本并且不是 const。声明它的正确方法是mat mat :: operator+(const mat& x) const，它将参数作为 const 引用传递，并且本身也是 const，这意味着它可以用于 const 变量。