Lambda 函数捕获错误的指针"this"

Lambda function captures wrong "this" pointer

本文关键字：指针 this 错误 函数 Lambda      更新时间：2023-10-16

我在制作一个涉及lambda表达式和共享指针的琐碎C++项目时遇到了问题。该项目位于 Visual Studio、Debug、x64 中。这是我的代码。

1.h类：

#pragma once
#include <functional>
class Class1
{
int m_data;
const int* m_data_ptr;
public:
std::function<int(int)> m_func;
Class1(int, int);
void Assign(const int&);
};

类2.h：

#pragma once
#include "Class1.h"
class Class2
{
Class1 m_class1obj;
public:
Class2(int, int);
void Assign(const int&);
int Compute(int);
};

主.cpp：

#include <iostream>
#include "Class1.h"
#include "Class2.h"
Class1::Class1(int i, int j) : m_data(j), m_data_ptr(nullptr)
{
m_func = [i, this](int x)
{
int val = *m_data_ptr;
return (val + m_data + i)*x;
};
std::cout << "Creating class1 object!n";
}
void Class1::Assign(const int& v)
{
m_data_ptr = &v;
}
Class2::Class2(int i, int j) : m_class1obj(i, j)
{
std::cout << "Creating class2 object!n";
}
void Class2::Assign(const int& v)
{
m_class1obj.Assign(v);
}
int Class2::Compute(int v)
{
return m_class1obj.m_func(v);
}
int main()
{
int val = 4;
/*
Class2 class2obj(3, 5);
class2obj.Assign(val);
std::cout << class2obj.Compute(23.0) << std::endl;
*/
std::shared_ptr<Class2> class2_ptr;
class2_ptr = std::make_shared<Class2>(Class2(3, 5));
class2_ptr->Assign(val);
std::cout << class2_ptr->Compute(23) << std::endl;
}

代码编译正常，但在执行最后一行main()时崩溃。在调试时，我发现问题在完成行class2_ptr = std::make_shared<Class2>(Class2(3, 5));时会自行发现 出于某种原因，当第m_func = ...行中的 lambda 在对象的构造时捕获this指针时Class1它会记录在创建Class2的智能指针后立即与对象的地址不同的地址！第一个记录的地址似乎已经过时了。当我调用class2_ptr->Compute(23)时，我最终在int val = *m_data_ptr;处取消引用空指针，从而导致崩溃，即使我在调用m_func之前在class2_ptr->Assign(val);中分配了一个非空地址！但是为什么this的地址发生了变化？这是因为内存中对用户隐藏的对象进行了内部重新分配？如果是这样，为什么编译器没有在m_func存储中重新分配正确的this值？此外，尽管在m_func中重新编码了错误的Class1对象的地址，m_datam_func中以正确的值访问另一个数据成员。

重要的是，如果我注释掉main()中的最后四行并删除其他三行的注释，程序不会崩溃！显然，使用共享指针与此有关。 在这种情况下，不当使用 lambda 表达式或智能指针是否存在问题？我似乎无法在C++标准中找到我的情况的解释。

感谢您解释正在发生的事情的所有评论！

std::make_shared<Class2>(Class2(3, 5))创建一个临时Class2，该被移动到shared_ptr存储中，然后原始文件被销毁。

您的 lambda 会捕获该临时地址，并在临时地址被销毁后使用它。

您需要避免直接在shared_ptr存储中创建临时和构造Class2：std::make_shared<Class2>(3, 5);。

或者更好的是，摆脱lambda。我不确定你为什么要在那里使用它。

编译器按照你的要求做了。

如果是这样，为什么编译器没有在m_func存储中重新分配它的正确值？

因为你从来没有告诉过它？

[i, this](int x)
{
int val = *m_data_ptr;
return (val + m_data + i)*x;
};

this的值在您创建 Lambda 的那一刻捕获。

除了在使用成员变量时取消引用它之外，不会发生任何魔术。

然后，您将m_func从一个对象复制到另一个对象;lambda 中的指针仍然指向旧对象。 然后销毁旧对象。 然后你打电话给m_func.

复制构造函数已损坏。 删除它：

class Class1 {
Class1(Class1 const&)=delete;

因为你在m_func的内心存储了一个指向自己的指针，并且在复制时永远不会修复它。

这会导致您的代码无法编译;修复程序使其编译并删除错误：

class2_ptr = std::make_shared<Class2>(3, 5);

原始版本创建了一个临时Class2，然后将其复制到共享 PTR 中;此版本直接就地创建了一个。

另一种方法是修复损坏的m_func：

std::function<int(Class1*, int)> m_func;

和

m_func =  [i](Class1* self, int x)
{
int val = *self->m_data_ptr;
return (val + self->m_data + i)*x;
};

以及使用它的位置：

return m_class1obj.m_func(&m_class1obj, v);

现在，您不再需要=deleteClass1的复制 CTOR，也不必更改构建它的方式。

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