Question

我有三个类的层次结构，其中Derived派生自Selectable和Drawable。然后我有一个std::vector std::unique_ptr<Drawable>我填充了Derived个对象。

我某些该向量将仅由同时从两个基础派生的对象填充。

当我尝试使用指向Selected的指针从向量中删除某个元素时，会出现问题。

#include <vector>
#include <memory>
#include <algorithm>

struct Selectable {
    virtual ~Selectable() = 0;
};
Selectable::~Selectable() = default;

struct Drawable {
    virtual ~Drawable() = 0;
};
Drawable::~Drawable() = default;

struct Derived : Selectable, Drawable {};

int main()
{
    std::vector<std::unique_ptr<Drawable>> vec;
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        vec.push_back(std::make_unique<Derived>());
    }
    Selectable* selected = dynamic_cast<Selectable*>(vec[2].get());

    vec.erase(std::remove_if(vec.begin(), vec.end(), 
        [selected](auto&& ptr) { 
            return ptr.get() == dynamic_cast<Drawable*>(selected); 
    }), vec.end());
}

显然，如果我让selected成为Drawable的指针，一切都很好，但这不是我的意图。

我收到运行时错误导致程序崩溃。为什么会发生这种情况，我该如何解决？

Answer 1

关键问题在于std::remove_if＆＃34;删除＆＃34;要素：

通过移动（通过移动分配）来完成移除范围内的元素以不使用的元素的方式被删除出现在范围的开头。相对的顺序保留的元素和物理大小容器没有变化。迭代器指向之间的元素新的逻辑结束和范围的物理结束仍然存在 dereferenceable，但元素本身具有未指定的值 （根据MoveAssignable后置条件）。

基本上，你保留了auto ptr = vec[2].get()获取的原始指针，但没有人保证ptr仍然有效。您只能保证vec[2]有效。（过滤前的vec[2]中的唯一指针现在位于新逻辑端和物理端之间，未指定值）。

在您的示例中，当std::remove_if到达第三个元素时，谓词会返回true和remove_if调用vec[2].get()的析构函数。因为你保留了一个指向它的原始指针，所以你正在使用指向已经被破坏的对象的指针。

Answer 2

您的程序崩溃的原因是您为无效指针调用dynamic_cast。只需向析构函数添加输出并选择打印即可轻松演示：

struct Selectable {
    virtual ~Selectable();
};
Selectable::~Selectable() {
  std::cout << "Selectable::~Selectable:" << this << std::endl;
};

struct Drawable {
    virtual ~Drawable();
};
Drawable::~Drawable() {
  std::cout << "Drawable::~Drawable:" << this << std::endl;
}

vec.erase(std::remove_if(vec.begin(), vec.end(), 
    [selected](auto&& ptr) { 
        std::cout << "selected:" << selected << std::endl;
        return ptr.get() == dynamic_cast<Drawable*>(selected); 
}), vec.end());

这是一个可能的输出：

$ ./a.exe
selected:0x3e3ff8
selected:0x3e3ff8
selected:0x3e3ff8
selected:0x3e3ff8
Drawable::~Drawable:0x3e3ffc
Selectable::~Selectable:0x3e3ff8
selected:0x3e3ff8
Segmentation fault

在无效指针is undefined behaviour上调用dynamic_cast。

显然，如果我让selected成为Drawable的指针，一切都很好，但这不是我的意图。

在这种情况下，您还有一个无效指针，但编译器根本不会生成dynamic_cast，因为它不是必需的。因此，在这种情况下，您的程序可以避免崩溃。

Answer 3

在Valgrind下运行时，我看到的第一个错误是

Invalid read of size 8
   at 0x4CCE92D: __dynamic_cast (in /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.22)
   by 0x109139: _ZZ4mainENKUlOT_E_clIRSt10unique_ptrI8DrawableSt14default_deleteIS4_EEEEDaS0_ (43706186.cpp:27)
   by 0x10917B: _ZN9__gnu_cxx5__ops10_Iter_predIZ4mainEUlOT_E_EclINS_17__normal_iteratorIPSt10unique_ptrI8DrawableSt14default_deleteIS9_EESt6vectorISC_SaISC_EEEEEEbS2_ (predefined_ops.h:241)
   by 0x10902D: _ZSt11__remove_ifIN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPSt10unique_ptrI8DrawableSt14default_deleteIS3_EESt6vectorIS6_SaIS6_EEEENS0_5__ops10_Iter_predIZ4mainEUlOT_E_EEESE_SE_SE_T0_ (stl_algo.h:866)
   by 0x108F78: _ZSt9remove_ifIN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPSt10unique_ptrI8DrawableSt14default_deleteIS3_EESt6vectorIS6_SaIS6_EEEEZ4mainEUlOT_E_ESC_SC_SC_T0_ (stl_algo.h:937)
   by 0x108EBC: main (43706186.cpp:25)
 Address 0x5892dc0 is 0 bytes inside a block of size 16 free'd
   at 0x4A0A2DB: operator delete(void*) (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
   by 0x109BFC: Derived::~Derived() (43706186.cpp:15)
   by 0x109D21: std::default_delete<Drawable>::operator()(Drawable*) const (unique_ptr.h:76)
   by 0x10A7C4: std::unique_ptr<Drawable, std::default_delete<Drawable> >::reset(Drawable*) (unique_ptr.h:347)
   by 0x10A39D: std::unique_ptr<Drawable, std::default_delete<Drawable> >::operator=(std::unique_ptr<Drawable, std::default_delete<Drawable> >&&) (unique_ptr.h:254)
   by 0x109062: _ZSt11__remove_ifIN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPSt10unique_ptrI8DrawableSt14default_deleteIS3_EESt6vectorIS6_SaIS6_EEEENS0_5__ops10_Iter_predIZ4mainEUlOT_E_EEESE_SE_SE_T0_ (stl_algo.h:868)
   by 0x108F78: _ZSt9remove_ifIN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPSt10unique_ptrI8DrawableSt14default_deleteIS3_EESt6vectorIS6_SaIS6_EEEEZ4mainEUlOT_E_ESC_SC_SC_T0_ (stl_algo.h:937)
   by 0x108EBC: main (43706186.cpp:25)
 Block was alloc'd at
   at 0x4A0921F: operator new(unsigned long) (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
   by 0x10942E: std::_MakeUniq<Derived>::__single_object std::make_unique<Derived>() (unique_ptr.h:791)
   by 0x108DE2: main (43706186.cpp:21)

由此，我们可以看到添加到数组中的一个元素已被删除，但我们仍然通过捕获的指针（dynamic_cast）尝试了lambda中的selected。

如果我们将强制转换移动到erase-remove调用之外，那么dynamic_cast只会在元素被移除之前执行一次：

    auto const s2 = dynamic_cast<Drawable*>(selected);

    vec.erase(std::remove_if(vec.begin(), vec.end(), 
        [s2](auto&& ptr) { 
            return ptr.get() == s2; 
    }), vec.end());

这个版本运行完成，没有来自Valgrind的警告。

顺便说一句，请注意您可以编写lambda来接受const auto&，因为您并不打算修改元素。

来自std :: vector的std :: remove_if polymorphic std :: unique_ptr

3 个答案: