奇怪的迭代器行为 + unordered_set 的段错误

Question

我有一个 class 有一个 unordered_set<int> 成员如下：

我有以下 class 定义，后面是它的常规和复制构造函数，以及一些其他修改集合的函数（删除不相关的代码段，因为 class 很长）：

#include <iostream>
#include <unordered_set>
#include <random>

class HexBoard {
  public:
    HexBoard(int n);
    HexBoard(const HexBoard &obj);
    std::unordered_set<int> emptyPositions();
  private:
    std::unordered_set<int> empty_positions;
};

HexBoard::HexBoard(int n) {
    for (int i = 0; i < n * n; i++) {
        empty_positions.insert(i);
    }
}

HexBoard::HexBoard(const HexBoard &obj) : empty_positions(obj.empty_positions) {};

void HexBoard::placeStone(int i) {
    checkBounds(i); // raises an error if i >= n 
    empty_positions.erase(i);
}

std::unordered_set<int> HexBoard::emptyPositions() {
    return empty_positions;
}

我有一个不同的 class，其中包含此 HexBoard 的一个实例。它有一个函数，可以使用复制构造函数将该板复制到不同的变量中：

class Game {
  public:
    Game(HexBoard::HexBoard *board) : board(board) {};
  private:
    HexBoard *board;
    void monteCarlo(int position);
};

void Game::monteCarlo(int position) {

    HexBoard *another_board = new HexBoard(*board);

    int count = 0;
    while (count < 5) {
        count++;

        std::uniform_int_distribution<unsigned> dis(
            0, another_board->emptyPositions().size() - 1
        );

        std::cout << "Empty positons:\n";
        for (const auto& pos : another_board->emptyPositions()) {
            std::cout << pos << " ";
        }
        std::cout << "\n";

        int n = dis(gen);
        std::cout << "Picked random n: " << n << "\n";

        auto it = another_board->emptyPositions().begin();
        std::cout << "it begin: " << *it << "\n";
        std::advance(it, n);
        std::cout << "it advance: " << *it << "\n";
        int absolute_position = *it;
        std::cout << "picked " << absolute_position << "\n";
    }
}

在monteCarlo函数中，假设emptyPositions设置的内容最初是8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1，这个函数的stdout输出通常是：

Empty positons:
8 7 6 5 4 3 2 1
Picked random n: 4
it begin: 2
Segmentation fault: 11

为什么会出现这个段错误？我知道关于 empty_positions.erase(i); 行有一些巧妙的迭代器，但即使我将其注释掉，我也会得到相同的行为。

我还在 Picked random n stdout 和这个段错误之后添加了这个（输出在它下面）：

std::cout << "set buckets contain:\n";
for ( unsigned i = 0; i < ai_board->emptyPositions().bucket_count(); ++i) {
    std::cout << "bucket #" << i << " contains:";
    for ( auto j = ai_board->emptyPositions().begin(i);
          j != ai_board->emptyPositions().end(i); ++j)
        std::cout << " " << *j;
    std::cout << std::endl;
}

输出：

set buckets contain:
Segmentation fault: 11

段错误发生在 std::advance(it, n); 和最后一次手动迭代时。

如有任何帮助，我将不胜感激。

谢谢

Answer 1

我怀疑问题是 emptyPositions() 正在 return 复制 unordered_set。因此，another_board->emptyPositions().begin() returns 是一个来自临时对象的迭代器，其生命周期无法保证。在您遍历它之前，它可能正在清理。

您可能打算 emptyPositions() return 引用状态变量 empty_positions。

Answer 2

在 HexBoard class 你有：

std::unordered_set<int> emptyPositions();

即函数return是一个值的集合。

那你以后再做

auto it = another_board->emptyPositions().begin();

这将导致emptyPositions到return一个临时对象，一旦表达完毕。这将为您留下一个迭代器，指向现在已破坏的集合中的一个键。取消引用此迭代器将导致 未定义的行为。

解决方案是使 emptyPositions return 成为常量引用：

std::unordered_set<int> const& emptyPositions() const;

奇怪的迭代器行为 + unordered_set 的段错误

Weird iterator behaviour + segfault with unordered_set

c++

unordered-set

c++11