SIGSEGV 使用shared_ptr引用时

SIGSEGV when using references of shared_ptr

本文关键字：引用 ptr 使用 shared SIGSEGV      更新时间：2023-10-16

如果你运行以下C++代码，你会得到一个SIGSEGV：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>
class Node {
public:
std::vector<std::shared_ptr<Node>> childNodes;
};
void addChild(const std::shared_ptr<Node> &node, std::shared_ptr<Node> &parentNode) {
std::shared_ptr<Node> newNode = std::make_shared<Node>();
std::cout << node->childNodes.size() << std::endl;
parentNode->childNodes.push_back(newNode);
std::cout << node->childNodes.size() << std::endl; // the program crashes when running this line
}
int main(int argc, char *argv[]) {
std::shared_ptr<Node> parentNode = std::make_shared<Node>();
parentNode->childNodes.emplace_back(std::make_shared<Node>());
std::shared_ptr<Node>& childNode = parentNode->childNodes[0];
addChild(childNode, parentNode);
return 0;
}

我不知道为什么它会崩溃。但是我发现如果我在主函数中更改这一行：

std::shared_ptr<Node>& childNode = parentNode->childNodes[0];

自

std::shared_ptr<Node> childNode = parentNode->childNodes[0];

问题会消失。程序正确输出两个零并安全退出，为什么？是什么导致了最初的崩溃，为什么修改可以修复它？

向量push_back会使向量的所有迭代器、指针和对现有元素的引用无效。

因为node是对parentNode->childNodes元素的引用，推入它会使该引用无效。因此，仅访问node->childNodes.size()是未定义的行为。

在矢量中使用元素的副本时，node引用仍然有效，因为它引用的shared_ptr仍然存在，在矢量管理的存储之外。

还可以通过简单地传递对节点本身的引用来避免复制shared_ptr。 即

void addChild(const Node &node, std::shared_ptr<Node> &parentNode)

即使重新分配了任何shared_ptr，对Node的引用也不会失效。

当您在addChild中推送newNode时：

parentNode->childNodes.push_back(newNode);

你可能会使你对parentNode->childNodes[0]main引用无效，这反过来在addChild中被称为node。

最后，当您取消引用有问题的行中的node时，这会导致无效读取：

node->childNodes

这反过来触发段错误。

相反，如果您创建parentNode->childNodes[0]的副本，一切都很好，因为在这种情况下，您没有任何对childNodesstd::vector任何元素的引用，因此没有一个可以无效。

请注意，指针本身(包含在std::vector中的指针(总是没问题的，因为它们在任何版本中都不会被修改(当您在工作案例中创建std::shared_ptr的副本时，由于std::shared_ptr提供的引用计数机制，一切都在销毁方面进行(。

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