在编译时检测或避免对临时文件的无效引用

Question

以下最小程序在使用 -O3 和 -O2 编译时会出现段错误，但使用 -O0（使用 clang 4.0）可以正常执行：

#include <iostream>

class A {
public:
  virtual void me() const { std::cerr << "hi!\n"; }
};

class B {
public:
  B(const A& a_) : a(a_) {}
  virtual void me() const { a.me(); }

private:
  const A& a;
};

class C {
public:
  C(const B& b_) : b(b_) {}
  void me() const { b.me(); }

public:
  const B& b;
};

int main() {
  C c = C(A());
  c.me();
}

原因是 c.b 是用 class B 的临时对象的引用初始化的，该临时对象是从临时 A 构造的。构造函数 c.C() 退出后，临时 B 消失了，但对它的引用仍在 c.b.

中

鉴于我无法控制 B 或 A 的实施，我可以采用哪些好的做法来避免这种情况？是否有能够检测到这种情况的静态分析仪？（我的scan-build版本没有发现问题。）

相关：

Answer 1

我会从 B 和 C 派生出单独的 classes（甚至可能使用模板 class）。

这些 classes 将包含一个非引用成员，它成为 a 和 b 所引用的东西。

然后我会在这些派生的 classes 中实现必要的复制构造函数/赋值运算符，以防止悬空引用。

（然后我会与 B 和 C 的作者进行热烈的对话）。

Answer 2

我个人不喜欢将成员变量作为引用。它们不能被复制或移动，并且 class 的用户必须确保对象比引用本身长。一个例外可能是内部辅助 class 设计用作临时对象，例如函子。

用指针替换引用应该很简单，然后如果你在构造函数中也使用指针：

class C {
public:
  C(const A *a_) : a(a_) {}
private:
  const A *a;
};

...等等。如果class很大，懒得改成员，可以直接改构造函数：

class C {
public:
  C(const A *a_) : a(*a_) {}
private:
  const A &a;
};

为了滥用此 class，正如 OP 所说，您必须编写如下内容：

C c = C(&A());

然后错误应该很明显：将指针指向临时对象是一个非常糟糕的主意！

PS：我会在你的构造函数中添加一个explicit，只是为了避免它参与自动转换，我认为这是你问题的一部分。

在编译时检测或避免对临时文件的无效引用

Detect or avoid dead references to temporary on compile time

c++

static-analysis

clang-static-analyzer

c++03

dangling-pointer