填充指向向量的指针的向量会产生奇怪的结果

Question

介绍

我有一个代码，其中我用integer数值填充向量，然后将其推入指向向量的指针的向量，如下所示：

std::vector<std::vector<int>*> set_of_vectors;

 for(int i = 0; i < 10; i++)
 { 
     //initialize vector
     std::vector<int> pos_vector;
     //fill it with 0s
     pos_vector.resize(10, 0);
     //fill it with integers
     fill_vector(pos_vector);
     //push into set_of_vectors
     set_of_vectors.push_back(&pos_vector);
  }

问题是输出确实很奇怪。 输出应等于

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

但是相反，我得到以下输出：

9617952, 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,

---

完整的源代码

 #include <vector>
#include <iostream>

void fill_vector(std::vector<int> & values);

int main()
{
   std::vector<std::vector<int>*> set_of_vectors;

   for(int i = 0; i < 5; i++)
   {
     std::vector<int> pos_vector;
     pos_vector.resize(10, 0);
     fill_vector(pos_vector);
     set_of_vectors.push_back(&pos_vector);
   }
  for(auto & vec:set_of_vectors)
  {
    for(auto &v:*vec)
    {
      std::cout << v <<", ";
    }
    std::cout << std::endl;
  }

  return 0;
}

void fill_vector(std::vector<int> & values)
{
  for(int i = 0; i < values.size(); i++)
  {
    values[i] = i;
  }
}

Answer 1

这是UB。

pos_vector是一个局部变量，在退出for循环时将被销毁，然后推入vector的指针（即&pos_vector ）将是一个&pos_vector指针，对其的任何&pos_vector都是UB。

如果必须使用std::vector<std::vector<int>*> ，则需要new一个指针：

for(int i = 0; i < 5; i++)
{
  std::vector<int>* pos_vector = new std::vector<int>;
  pos_vector->resize(10, 0);
  fill_vector(*pos_vector);
  set_of_vectors.push_back(pos_vector);
}

最后不要忘记delete它们。

Answer 2

您正在添加指向本地对象的指针。 这些局部对象将在每个for循环的末尾销毁，并且您将保留一个带有指向垃圾的指针的矢量（“悬空指针”）。

您可以定义std::vector<std::vector<int>> set_of_vectors并使用&set_of_vectors[idx]获取每个元素的指针。

以下代码从向量列表创建指针列表，并且可以在库调用中使用：

std::vector<std::vector<int>*> set_of_ptrs;
set_of_ptrs.reserve(set_of_vectors.size()); 
for(auto& v: set_of_vectors)
   set_of_ptrs.push_back(&v);

Answer 3

你必须做类似的事情

for(int i = 0; i < 5; i++)
{
  std::vector<int>* pos_vector = new std::vector<int>();
  pos_vector->resize(10, 0);
  fill_vector(*pos_vector);
  set_of_vectors.push_back(pos_vector);
}

您的示例为悬挂在堆栈上的pos_vector地址的指针留下了指针。

Answer 4

您必须将向量复制到数组中， pos_vector是一个局部变量，存储向量的引用将导致未定义行为，因为一旦向量超出范围，该向量将被删除。 你也应该定义set_of_vectors作为std::vector型std::vector<int>而不是std::vector<int>*因为你不希望存储指针是否会走出去的范围。

#include <vector>
#include <iostream>

void fill_vector(std::vector<int>& values)
{
    for(int i=0; i<values.size(); ++i)
        values[i] = i;
}

int main()
{
    std::vector<std::vector<int>> set_of_vectors;

    for(int i = 0; i<5; ++i)
    {
        std::vector<int> pos_vector;
        pos_vector.resize(10, 0);
        fill_vector(pos_vector);
        set_of_vectors.push_back(pos_vector);
    }

    for(auto& vec : set_of_vectors)
    {
        for(auto& v : vec)
        {
            std::cout << v <<", ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

您可以借助std::iota函数大大简化您的分配。

    std::vector<std::vector<int>> set_of_vectors(5, std::vector<int>(10));
    for(auto& vec : set_of_vectors)
        std::iota(vec.begin(), vec.end(), 1);