使用shared_ptr时出现分段错误

Question

我正在制作一个粒子系统，并且正在为如何构建代码而苦苦挣扎。 这个想法是，用户可以创建一个或多个“ ParticleEmitter ofxCurlNoise对象，并通过ofxCurlNoise对象将其传递到“ ParticleManager ofxCurlNoise对象。

现在，我希望当用户更新ParticleEmitters对象时， ParticleManager对象能够看到所做的更改。 因此，我使用共享指针，但是在不同时间出现分段错误，无论是使用一个ParticleEmitter （程序启动时的分段错误）还是使用vector<ParticleEmitter> （程序退出时的分段错误）。

这有什么问题？ 有做我想做的设计模式吗？

App.h

#include "ofxCurlNoise.h"

class ofApp : public ofBaseApp{

    // ParticleEmitter particleEmitter;
    vector<ParticleEmitter> particleEmitters;
    ofxCurlNoise curlNoise;

    public:
        void setup();

};

ofapp.cpp

#include "ofApp.h"

void ofApp::setup(){
    // This produces a segfault as soon as the program starts
    // particleEmitter.setup();
    // curlNoise.setup(particleEmitter, 1024*256);

    // This produces a segfault when the program exits
    ParticleEmitter emitter;
    emitter.setup();
    particleEmitters.push_back(emitter);
    curlNoise.setup(particleEmitters, 1024*256);    

}

ofxCurlNoise.h

#include "ParticleManager.h"

class ofxCurlNoise {    

    ParticleManager particleManager;

    public:
        void setup(ParticleEmitter& emitter, int n);
        void setup(vector<ParticleEmitter>& emitters, int n);

    private:
        void setup(int n);    

};

ofxCurlNoise.cpp

#include "ofxCurlNoise.h"

void ofxCurlNoise::setup(ParticleEmitter& emitter, int n){
    particleManager.addEmitter(shared_ptr<ParticleEmitter>(&emitter));
    setup(n);
}

void ofxCurlNoise::setup(vector<ParticleEmitter>& emitters, int n){
    for(auto& e : emitters){
        particleManager.addEmitter(shared_ptr<ParticleEmitter>(&e));
    }
    setup(n);
}

void ofxCurlNoise::setup(int n){
    particleManager.setup(n);
}

粒子管理器

#include "ParticleEmitter.h"

class ParticleManager{    

    vector<shared_ptr<ParticleEmitter>> emitters;

    public:
        void addEmitter(const shared_ptr<ParticleEmitter>& emitter);
        void setup(int n);
};

粒子管理器

#include "ParticleManager.h"

void ParticleManager::setup(int n){
    //...
}

void ParticleManager::addEmitter(const shared_ptr<ParticleEmitter>& emitter){
    emitters.push_back(emitter);
}

Answer 1

这不是std::shared_ptr工作方式。 您正在堆栈上创建ParticleEmitter的实例，但是std::shared_ptr用于管理在堆上创建的实例。 在您的代码中，将新的发射器添加到ParticleManager并将其包装到共享指针中时，当particleEmitters向量被破坏时（又是您的ofApp实例被破坏），发射器将被破坏，因此无论如何都会被破坏。

当ofApp实例被销毁时， ofxCurlNoise和particleEmitters ofxCurlNoise的实例都被销毁（ ofxCurlNoise顺序）。 因此，ofxCurlNoise将破坏销毁共享管理器的particleManager管理器，该粒子管理器将删除您的粒子发射器（最初在堆栈中创建）。 毕竟做到这一点，在particleEmitters向量被破坏掉了，并且运行时系统会再次尝试摧毁你的粒子发射器，从而导致您所看到的错误。

此外，共享指针用于建模共享所有权语义，在您的用例中我看不到。 我认为最好使用std::unique_ptr来管理在堆上创建的实例，或者根本不使用智能指针并在堆栈上创建所有内容（您几乎已经在做）。

Answer 2

您永远不要像在这里那样从普通指针创建shared_ptr：

 shared_ptr<ParticleEmitter>(&e)

这将尝试释放两次粒子发射器。 一次，包含ParticleEmitter对象的向量超出范围，而一次，shared_ptr超出范围。

Answer 3

void ofxCurlNoise::setup(vector<ParticleEmitter>& emitters, int n){
   for(auto& e : emitters){
    particleManager.addEmitter(shared_ptr<ParticleEmitter>(&e));
  }
  setup(n);
}

看起来你是从“堆叠”使得共享指针分配objects.You应该建立ParticleEmitter使用对象new或make_shared<ParticleEmitter>但发生的事情是，当矢量大小和ParticleEmitter被复制在新的位置shared_ptr<ParticleEmitter>指向错误地址。 向量超出范围的元素时，另外会被破坏。

Answer 4

当传递一个指向shared_ptr的指针时，后者将获得它的所有权并进行管理。 当您将指针传递到已经由std :: vector管理的对象时，它迟早会被删除两次，这当然是行不通的。 必须将shared_ptr传递给尚未由另一个类管理的指针。

所以代替：

shared_ptr<ParticleEmitter>(&e)

您必须创建ParticleEmitter对象的副本

采用：

shared_ptr<ParticleEmitter>(new ParticleEmitter(e))

或更好：

std::make_shared<ParticleEmitter>(e)

这两种方法都要求ParticleEmitter具有复制构造函数。

如果ParticleEmitter是一个繁重的类，并且您希望避免对其进行深复制，则它必须实现move语义（move构造函数）并使用：

std::make_shared<ParticleEmitter>(std::move(e))