nanoflann kdtree 适配器引发段错误

Question

我正在尝试在我的 class 中使用 nanoflann 的 kdtree 结构。我有以下用于 kdtree 适配器的 header，它只是 this 的一个小（可能是坏的）变体，应该允许 kd-tree 结构以 3d 向量作为元素：

// "KdVec3dAdaptor.h"
#include "nanoflann.hpp"
#include <vector>


using Distance = nanoflann::metric_L2;  // Was in template before, dont need it, this way its easier to read
using VectorOfVectorsType = std::vector<std::array<double,3>>;

template <class VectorOfVectorsType>
struct KdVec3dAdaptor
{
    typedef KdVec3dAdaptor<VectorOfVectorsType> self_t;
    typedef typename Distance::template traits<double,self_t>::distance_t metric_t;
    typedef nanoflann::KDTreeSingleIndexAdaptor< metric_t,self_t,3,size_t>  index_t;

    VectorOfVectorsType m_data; 
    index_t* index; //! The kd-tree index for the user to call its methods as usual with any other FLANN index.

    KdVec3dAdaptor() = default;

    KdVec3dAdaptor(const VectorOfVectorsType &mat, const int leaf_max_size = 10) : m_data(mat)
    {
        const size_t dims = mat[0].size();
        index = new index_t( dims, *this /* adaptor */, nanoflann::KDTreeSingleIndexAdaptorParams(leaf_max_size ) );
        index->buildIndex();
    }

    ~KdVec3dAdaptor()
    { // destructor
        delete index;
    }

    KdVec3dAdaptor& operator=(KdVec3dAdaptor&& other)
    {  // move assignment operator
        if (this != &other)
        {  // check that no self-assignment is performed
            delete index;
            index = other.index;
            m_data = other.m_data;
            other.index = nullptr;
        }
        return *this;
    }

    const self_t & derived() const
    {
        return *this;
    }
    self_t & derived()
    {
        return *this;
    }

    inline size_t kdtree_get_point_count() const
    {// Must return the number of data points
        return m_data.size();
    }

    inline double kdtree_get_pt(const size_t idx, int dim) const
    { // Returns the dim'th component of the idx'th point in the class
        return m_data[idx][dim];
    }

    template <class BBOX>
    bool kdtree_get_bbox(BBOX & /*bb*/) const
    { // return false to default to a standard bbox computation loop.
        return false;
    }
};

我面临的问题是使用这个 kdtree 结构作为 class 的成员变量。具有所需类型定义的 class 的最小版本是：

// "test.cpp"
#include <iostream>
#include <array>
#include "KdVec3dAdaptor.h"

const int dimens = 3;
using vec3d = std::array<double, dimens>;
using vec_arr =  std::vector<vec3d>;
using my_kd_tree =  KdVec3dAdaptor<vec_arr>;

class foo
{
public:
    const int n;
    const double level;
    my_kd_tree init_ps_tree;

    foo(const int &N, const double &level, vec_arr &kset)
    :n(N), level(level)
    {
        init_ps_tree = my_kd_tree(kset,10);
    }
};

树是用 class 的不同方法声明的（我使用另一个 class 类型的 vec_arr 变量来构成树点）。现在这是我在跟踪错误时迷路的地方。当我尝试调用以下方法时：

void test()
{
    double level = -0.3;
    std::vector<double> arr1 {0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1};
    std::vector<double> arr2 {0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1};
    vec3d vec1 {{1.0, 0.0, 0.0}};
    vec3d vec2 {{1.0, 0.0, 0.0}};
    vec3d vec3 {{1.0, 0.0, 0.0}};
    vec3d vec4 {{1.0, 0.0, 0.0}};
    vec3d vec5 {{1.0, 0.0, 0.0}};
    vec3d vec6 {{1.0, 0.0, 0.0}};
    vec3d vec7 {{1.0, 0.0, 0.0}};
    vec3d vec8 {{1.0, 0.0, 0.0}};
    vec_arr vecarr1 {vec1, vec2, vec3, vec4, vec5, vec6, vec7, vec8};

    int N = 5;
    vec_arr  init_points;

    foo entity(N, level, kset);
    std::cout << entity.n << std::endl;
}

我收到一个分段错误，我认为这一定是由于 kdtree 结构的 header。但是，我未能进一步追踪它，因为：

在 main 方法中做完全相同的事情工作得很好，只有在其他地方做这件事时才会出现错误
无需访问 class 实例的任何内容，代码编译正常
擦除任何未使用的 vec3d 变量可以解决问题（如您所猜，我稍后在该方法的某个地方需要它们）
即使有更多成员变量，有时从 class 中删除其他成员变量（如 level 或 n）也能解决问题
使用 new 创建实例不会改变任何东西
删除 class 中的任何成员变量可以解决问题（但实际上我在项目的其他地方需要它们）

我忽略了什么？ KdVec3dAdaptor 中的析构函数有问题吗？我敢肯定这一定是愚蠢的事情。在此先感谢您的帮助和建议。

Answer 1

您正在删除未创建的对象。查看 KdVec3dAdaptor class 的析构函数。在 test 函数中您创建了 foo 对象

foo entity(N, level);

在此构造函数中，my_kd_tree init_ps_tree; 成员是使用未设置 index 成员的 KdVec3dAdaptor 的默认构造函数创建的。当test函数结束时，调用foo析构函数并销毁init_ps_tree，但未设置index，

delete index;

in KdVec3dAdaptor 析构函数使您的程序崩溃。在 KdVec3dAdaptor 的默认构造函数中，您应该将 index 成员设置为 0。

编辑

我不知道你为什么将默认构造函数的定义保留为

KdVec3dAdaptor() = default;

查看foo构造函数的定义，然后进入foo ctor的主体

{
    init_ps_tree = my_kd_tree(kset,10);   // [1] init_ps_tree was already created
}

对象 init_ps_tree 是使用默认构造函数创建的（index 成员可能包含垃圾数据 - 随机值，如果此对象创建为局部变量）。在这一行 [1] 中，移动赋值运算符被调用，下面的行将被执行

delete index;  // very dangerous

您可以在空指针上调用 delete，但在您的情况下我们不知道 index 持有什么值。首先，将KdVec3dAdaptor的ctor写成

KdVec3dAdaptor::KdVec3dAdaptor() : index(0) {}

接下来，在你的移动赋值运算符中，你应该使用 std::move 来移动矢量数据，现在已经制作了矢量的副本。

    if (this != &other)
    {  // check that no self-assignment is performed
        delete index;
        index = other.index;
        m_data = std::move(other.m_data); // [2] this vector can be moved
        other.index = nullptr;
    }

nanoflann kdtree 适配器引发段错误

nanoflann kdtree adaptor raises segfault

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