使用 shared_ptr 时出现分段错误

Question

我正在制作一个粒子系统，但我正在为如何构建我的代码而苦苦挣扎。这个想法是用户可以创建一个或多个 ParticleEmitter 对象，这些对象通过 ofxCurlNoise 对象传递给 ParticleManager 对象。

现在，我希望当用户更新 ParticleEmitters 对象时，ParticleManager 对象可以看到所做的更改。所以我使用了共享指针，但我在不同的时间有段错误，无论我使用一个ParticleEmitter（程序启动时的段错误）还是vector<ParticleEmitter>（程序退出时的段错误）。

这有什么问题？是否有一种设计模式可以完成我想做的事情？

ofApp.h

#include "ofxCurlNoise.h"

class ofApp : public ofBaseApp{

    // ParticleEmitter particleEmitter;
    vector<ParticleEmitter> particleEmitters;
    ofxCurlNoise curlNoise;

    public:
        void setup();

};

ofApp.cpp

#include "ofApp.h"

void ofApp::setup(){
    // This produces a segfault as soon as the program starts
    // particleEmitter.setup();
    // curlNoise.setup(particleEmitter, 1024*256);

    // This produces a segfault when the program exits
    ParticleEmitter emitter;
    emitter.setup();
    particleEmitters.push_back(emitter);
    curlNoise.setup(particleEmitters, 1024*256);    

}

ofxCurlNoise.h

#include "ParticleManager.h"

class ofxCurlNoise {    

    ParticleManager particleManager;

    public:
        void setup(ParticleEmitter& emitter, int n);
        void setup(vector<ParticleEmitter>& emitters, int n);

    private:
        void setup(int n);    

};

ofxCurlNoise.cpp

#include "ofxCurlNoise.h"

void ofxCurlNoise::setup(ParticleEmitter& emitter, int n){
    particleManager.addEmitter(shared_ptr<ParticleEmitter>(&emitter));
    setup(n);
}

void ofxCurlNoise::setup(vector<ParticleEmitter>& emitters, int n){
    for(auto& e : emitters){
        particleManager.addEmitter(shared_ptr<ParticleEmitter>(&e));
    }
    setup(n);
}

void ofxCurlNoise::setup(int n){
    particleManager.setup(n);
}

ParticleManager.h

#include "ParticleEmitter.h"

class ParticleManager{    

    vector<shared_ptr<ParticleEmitter>> emitters;

    public:
        void addEmitter(const shared_ptr<ParticleEmitter>& emitter);
        void setup(int n);
};

ParticleManager.cpp

#include "ParticleManager.h"

void ParticleManager::setup(int n){
    //...
}

void ParticleManager::addEmitter(const shared_ptr<ParticleEmitter>& emitter){
    emitters.push_back(emitter);
}

Answer 1

这不是 std::shared_ptr 的工作方式。您正在堆栈上创建 ParticleEmitter 的实例，但 std::shared_ptr 用于管理在堆上创建的实例。在您的代码中，当您向 ParticleManager 添加一个新的发射器并将其包装到一个共享指针中时，发射器会在 particleEmitters 向量被销毁时被销毁（反过来，您的 ofApp实例被销毁）因此无论如何都会被销毁。

当 ofApp 的实例被销毁时，ofxCurlNoise 和 particleEmitters 的实例都会被销毁（按此顺序）。因此 ofxCurlNoise 将依次破坏管理您的共享指针的 particleManager，然后它将删除您的粒子发射器（最初是在堆栈上创建的）。完成所有这些后，particleEmitters 矢量将被销毁，运行时系统将再次尝试销毁您的粒子发射器，从而导致您看到的错误。

此外，共享指针用于对共享所有权语义建模，我在您的用例中看不到这一点。我认为您最好使用 std::unique_ptr 来管理在堆上创建的实例，或者根本不使用智能指针并在堆栈上创建所有内容（您几乎已经在做）。

Answer 2

你永远不应该像你在这里做的那样从普通指针创建 shared_ptr:

 shared_ptr<ParticleEmitter>(&e)

这会尝试释放 ParticleEmitter 两次。一旦包含 ParticleEmitter 对象的向量超出范围，一旦 shared_ptr 超出范围。

Answer 3

void ofxCurlNoise::setup(vector<ParticleEmitter>& emitters, int n){
   for(auto& e : emitters){
    particleManager.addEmitter(shared_ptr<ParticleEmitter>(&e));
  }
  setup(n);
}

看起来你正在从 "stack" 分配共享指针 objects.You 应该使用 new 或 make_shared<ParticleEmitter> 构造 ParticleEmitter 对象，但实际情况是当向量被调整大小并且 ParticleEmitter 被复制到新位置时 shared_ptr<ParticleEmitter> 指向错误的地址。此外，当 vector 超出作用域时，元素会被破坏。

Answer 4

将指针传递给 shared_ptr 时，后者会取得它的所有权并对其进行管理。当你传递一个指向一个已经由 std::vector 管理的对象的指针时，它迟早会被删除两次，这当然是行不通的。 shared_ptr 必须传递一个尚未由另一个 class 管理的指针。

所以代替：

shared_ptr<ParticleEmitter>(&e)

您必须创建 ParticleEmitter 对象的副本

使用：

shared_ptr<ParticleEmitter>(new ParticleEmitter(e))

或更好：

std::make_shared<ParticleEmitter>(e)

这两种方法都需要ParticleEmitter有一个复制构造函数。

如果 ParticleEmitter 是一个沉重的 class 并且您想避免对其进行深层复制，那么它必须实现移动语义（移动构造函数）并使用：

std::make_shared<ParticleEmitter>(std::move(e))

使用 shared_ptr 时出现分段错误

Segmentation fault when using a shared_ptr

c++

design-patterns

overloading

shared-ptr

c++11