分配给 gslice_array 会产生运行时错误

Question

我正在尝试构建一个从 std::valarray<T> to use my own methods on it. I have encountered a problem about assigning values using operator[]. After a lot of effort, I think I finally detected the problem. While assigning to std::slice_array<T> does not constitude a problem, assigning to std::gslice_array<T> 派生的 class。

这里是重现问题的代码：

#include <valarray>
#include <cassert>
#include <iostream>

int main() {
    const size_t rows = 16;
    const size_t cols = 24;
    assert(rows%8 == 0);
    assert(cols%8 == 0);

    // return b_th 8x8 block
    auto get_block = [&rows, &cols](size_t b) -> std::gslice {
        return std::gslice((b / (cols/8))*8*cols + (b % (cols/8))*8, {8, 8}, {cols, 1});
    };

    // zeros(rows, cols) but 1D
    std::valarray<int> v(0, rows*cols);

    auto print = [&rows, &cols, &v]() -> void {
        for (size_t i=0; i<rows; i++) {
            for (size_t j=0; j<cols; j++)
                std::cout << " " << v[i*cols + j];
            std::cout << "\n";
        }
        std::cout << std::endl;
    };
    print();

    // this is OK
    v[get_block(1)] = 1;
    print();

    // this is also OK
    std::slice_array<int> s = v[std::slice(2*cols, cols, 1)];
    s = 2;
    print();

    // ???
    std::gslice_array<int> g = v[get_block(3)];
//  g = 3;  // this line causes runtime error
    print();

    return 0;
}

知道如何解决这个问题吗？

Answer 1

如果你使用 g++，你有悬空引用，这会导致未定义的行为和崩溃。

这是 g++ 中的错误。

在这一行中：

std::gslice_array<int> g = v[get_block(3)];

通过调用 get_block(3) 创建 gslice 的临时实例。方法 valarray::operator[](gslice) 调用了此临时 gslice。让我们看看它的实现：

template<typename _Tp>
inline gslice_array<_Tp>
valarray<_Tp>::operator[](const gslice& __gs)
{
  return gslice_array<_Tp> (_Array<_Tp>(_M_data), __gs._M_index->_M_index);
}

它引用了 const gslice，因此 gslice 的临时实例可以绑定到 __gs，从此方法返回时，gslice_array 的对象由以下人员创建：

  template<typename _Tp>
    inline
    gslice_array<_Tp>::gslice_array(_Array<_Tp> __a,
                    const valarray<size_t>& __i)
    : _M_array(__a), _M_index(__i) {}

其中 gslice_array 的 _M_array 和 _M_index 定义为：

  _Array<_Tp>              _M_array;
  const valarray<size_t>&  _M_index; // <------------- here is reference !

gslice_array 的 _M_index 分配给 __gs._M_index->_M_index。什么是 __gs._M_index ？它是 gslice 的内部结构，名为 _Indexer。它使用引用计数器机制延长寿命本身。 _Indexer 的引用计数器只有在以下情况下才能增加 gslice 被复制（通过复制构造函数或复制赋值运算符），但是 none 这些在此代码中执行操作。因此，当gslice作为临时对象被删除时，__gs的_M_index也被删除，最后出现悬空引用。

bug在哪里？保留对索引器成员的引用，当删除 gslice 时删除该成员。如果索引器持有指向 valarray 的指针而不是引用，就不会发生这种情况。引用的存储不是过渡性的。

作为解决方法，创建 gslice 的 L 值实例如下：

auto b = get_block(3);
std::gslice_array<int> g = v[b];
g = 3;
print();

那么，一切正常。

分配给 gslice_array 会产生运行时错误

assigning to gslice_array gives runtime error

c++

valarray