C ++的* this与std :: list的隐式副本

Question

对于一个项目，我有一个对象列表（在我的示例代码中是一个Garden）。 每个花园都包含一个植物，并对其所在的花园进行了引用。这在创建单个花园时效果很好，但是当我创建花园对象的std :: list时，突然在我不知道的地方创建了一个副本，我不知道如何解决。 对象如下：

struct Garden; //Forward declaration
struct Plant {
    Plant(Garden & myGarden) : theGarden(myGarden) { }; //Constructor
    Garden & theGarden; //reference to garden this Plant is in
};
struct Garden {
    Garden(int size) :  thePlant(*this), size(size) { }; //Constructor
    Plant thePlant; //Plant contained in this Garden
    int size;       //Size of this garden
};

到现在为止还挺好。 现在，我可以创建一个独立的Garden或将其放在列表中。 预期的行为是，如果我更改了'size'变量，那么它会在所有地方（在theGarden也被更改。 然而，在列表中，只得到在“原始”变Garden ，不在基准theGarden

int main() {
    //Works
    Garden oneGarden(1);
    std::cout << "Expected: 1 1, result: "
            << oneGarden.size << " "
            << oneGarden.thePlant.theGarden.size << std::endl;
    oneGarden.size = 2;
    std::cout << "Expected: 2 2, result: "
            << oneGarden.size << " "
            << oneGarden.thePlant.theGarden.size << std::endl;

    //Does not work!
    std::list<Garden> gardenList;
    gardenList.push_back(Garden(1));
    std::cout << "Expected: 1 1, result: "
            << gardenList.front().size << " "
            << gardenList.front().thePlant.theGarden.size << std::endl;

    gardenList.front().size = 2;
    std::cout << "Expected: 2 2, result: "
                << gardenList.front().size << " "
                << gardenList.front().thePlant.theGarden.size << std::endl;

    return 0;
}

最终输出如下：

Expected: 1 1, result: 1 1
Expected: 2 2, result: 2 2
Expected: 1 1, result: 1 1
Expected: 2 2, result: 2 1

Answer 1

标准容器拥有它们包含的元素。 这意味着在插入每个元素时都会对其进行复制。

复制Garden ，将使用默认的复制构造函数，而Plant成员也将默认复制。 但是，这意味着新Plant包含对旧 Garden的引用。

在这种情况下，那个旧Garden是gardenList.push_back(Garden(1))的临时gardenList.push_back(Garden(1))因此它不仅不是正确的Garden ，而且是一个不再存在的Garden 。 简而言之，您正在通过一个悬空的引用（具有不确定的行为）读取该大小，并[很不幸]足够幸运地看到其背后的旧值。

您应该为Garden写一个拷贝构造函数，以各种方式复制它的Plant ， 除了新的Plant应该具有对新Garden的引用，而不仅仅是复制旧的引用。

使用C ++ 11的新功能实际上可以避免复制和由此产生的整个问题：

gardenList.emplace_back(1);

现在， 列表中的Garden是就地创建的 ，将不会执行任何复制。

但是，即使以这种方式解决问题，您仍然应该使用Garden修复潜在的设计问题。