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c++ - 分配给 gslice_array 会产生运行时错误

问题描述

我正在尝试构建一个派生的类std::valarray<T>以在其上使用我自己的方法。我遇到了关于使用operator[]赋值的问题。经过一番努力，我想我终于发现了问题所在。分配给std::slice_array<T>不构成问题，分配给std::gslice_array<T>就可以了。

这是重现问题的代码：

#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？

标签： c++valarray

解决方案

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++ 中的一个错误。

在这一行：

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

通过调用get_block(3)临时实例gslice来创建。方法valarray::operator[](gslice)称为取这个临时gslice的。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);
}

它需要引用 constgslice所以临时实例gslice可以绑定到__gs，当从这个方法返回时，对象的gslice_array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_M_array和_M_index的gslice_array定义为：

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

To _M_indexofgslice_array已分配__gs._M_index->_M_index。是什么__gs._M_index？它是一个gslice名为 as的内部结构_Indexer。它使用引用计数器机制来延长自身的生命周期。只有当被复制（通过复制构造函数或复制赋值运算符）时，引用计数器_Indexer才能增加 gslice，但在此代码中不执行这些操作。因此，当gsliceas 临时对象被删除时，_M_indexof__gs也被删除，最后出现悬空引用。

错误在哪里？保留索引器成员的引用，删除时gslice删除。如果索引器持有指向 valarray 的指针而不是引用，它就不会发生。引用的存储不是过渡的。

作为解决方法，创建gslice如下的 L 值实例：

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

然后，一切正常。

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