C++ 中矢量元素 shared_ptr 的分段错误

Question

我是 C++ 的新手，我很难理解关系机制。我来自 PHP 数据库和 ORM 背景，但我无法重现一个非常简单的案例。该程序因 "atomic.h" 第 49 行 { return __atomic_fetch_add(__mem, __val, __ATOMIC_ACQ_REL); } 中的分段错误而崩溃。问题来自shared_ptr，虽然我不太明白如何使用智能指针（我已经阅读了数百篇文章和关于它们的SO问题，但仍然很神秘）。

由于无法在存储库元素上创建工作指针，我在类之间建立一对多和多对一关系的尝试都惨遭失败。我一定是遗漏了什么，或者这根本不是我们在 C++ 中应该采用的方式？

注意：我使用 GCC6.3 和 C++17 仅使用 std 进行编译，而不是 boost。

class Car : public enable_shared_from_this<Car> {
    //...
}

template <class Type>
class Repository<Type> {
    vector<Type> collection;
public:
    shared_ptr<Type> getNew() {
       Type newType;
       collection.push_back(newType);
       return shared_ptr<Type>(&collection.back());
       // I also tried this but program fails at this line although it compiles fine.
       // return collection.back().shared_from_this();
    }
}

class MainApp {
    Repository<Cars> cars;
    shared_ptr<Car> myCar;

public:
    MainApp() {
        myCar = cars.getNew();
    }
}

int main() {
    MainApp app; // OK - myCar points to the last car in cars repository
    return 0; // SIGEGV Segmentation fault
}

Answer 1

TLDN'R：您应该在存储库中使用 std::shared_ptr 的向量，或者将 getNewCar 更改为 return 参考。

我稍微更改了您的代码以使输出更详细：

#include <memory>
#include <iostream>
#include <vector>

class Car
{
public:
    Car()
    {
        std::cout << "Car ctor @" << this << std::endl;
    }

    Car(const Car& car)
    {
        std::cout << "Car copy ctor @" << this << " from " << &car << std::endl;
    }

    Car& operator=(const Car& car)
    {
        std::cout << "Car assign operator @" << this << std::endl;
    }

    ~Car()
    {
        std::cout << "Car dtor @" << this << std::endl;
    }
};

class Repository
{
    std::vector<Car> collection;
public:
    std::shared_ptr<Car> getNewCar()
    {
        Car newType;
        collection.push_back(newType);
        return std::shared_ptr<Car>(&collection.back());
    }
};

int main()
{
    Repository rep;
    std::shared_ptr<Car> myCar = rep.getNewCar();
    return 0;
}

代码结果为：

Car ctor @0x7ffe35557217
Car copy ctor @0x25b6030 from 0x7ffe35557217
Car dtor @0x7ffe35557217
Car dtor @0x25b6030
Car dtor @0x25b6030

您面临的问题是您的代码在同一个对象上两次执行 Car 析构函数，这可能会导致许多奇怪的行为，您很幸运，在您的情况下这是一个分段错误。

您在存储库中使用的 std::vector 负责在销毁时删除其所有对象。指向某个对象的最后一个 'std::shared_ptr' 也负责这样做。

行内：

return shared_ptr<Type>(&collection.back());

您获取当前属于 std::vector 的对象的地址，并使用指针创建 std::shared_ptr。这个std::shared_ptr认为是第一个跟踪对象的智能指针。所以当它被销毁时（或者它的最后一个副本，如果你做了一些）这个对象的析构函数将被调用。

因此，如果您认为 Car 的寿命比它来自的存储库更长：

class Repository
{
    std::vector<std::shared_ptr<Car>> collection;
public:
    std::shared_ptr<Car> getNewCar()
    {
        collection.push_back(std::shared_ptr<Car>(new Car()));
        return collection.back();
    }
};

如果您确定 Car 会在 Repository 被销毁之前被销毁：

class Repository
{
    std::vector<Car> collection;
public:
    Car& getNewCar()
    {
        Car newCar;
        collection.push_back(newCar);
        return collection.back();
    }
};

C++ 中矢量元素 shared_ptr 的分段错误

Segmentation fault with shared_ptr of a vector element in C++

c++

shared-ptr