unique_ptr的向量是什么？

Question

我有一個我無法弄清楚的段錯誤問題。 它來自一個EntityManager用於我正在研究的小型游戲引擎。 我可以添加Ship Entity ，並且Ship可以添加1個Bullet Entity ，但如果我嘗試添加超過1個Bullet則會發生段錯誤。 我一直試圖在過去的一天里把這個想象成現實。 以下是實際代碼的一小段摘錄。

#include <vector>
#include <memory>

struct EntityManager;
struct Entity {
    Entity(EntityManager* manager) : manager(manager) { }
    virtual ~Entity() { }
    virtual void update() = 0;

    EntityManager* manager;
};
struct EntityManager {
    void update() {
        for (auto& entity : entities) {
            entity->update();
        }
    }
    void add(Entity* e) {
        entities.emplace_back(e);
    }
    std::vector<std::unique_ptr<Entity>> entities;
};
struct Bullet : public Entity {
    Bullet(EntityManager* manager) : Entity(manager) { printf("Bullet ctor\n"); }

    virtual void update() override { }
};
struct Ship : public Entity {
    Ship(EntityManager* manager) : Entity(manager) { }

    virtual void update() override {
        printf("Adding Bullet\n");
        manager->add(new Bullet(manager));
    }
};
int main() {
    EntityManager manager;
    manager.add(new Ship(&manager));

    int loops{0};
    while (loops < 100) {
        manager.update();
        loops++;
        printf("Completed Loop #%d\n", loops);
    }
    return 0;
}

在實際的代碼中，一切都在他們自己的.h / .cpp文件中，而是在類而不是結構中，但問題是相同的。 輸出是`Adding Bullet // Bullet ctor // Completed Loop＃1 //添加Bullet // Bullet ctor //信號：SIGSEGV（分段錯誤）

segfault發生在entity->update();的EntityManager::update() entity->update(); 線。

Answer 1

問題是這個循環修改了向量：

    for (auto& entity : entities) {
        entity->update();
    }

當您修改向量以添加新元素時，您正在忙於迭代它，這會使用於遍歷容器的迭代器無效。

基於范圍的for循環由編譯器擴展為：

auto begin = entities.begin(), end = entities.end();
for (; begin != end; ++begin)
  begin->update();

對begin->update()的調用會向向量添加一個新元素，這會使所有迭代器無效進入容器，因此++begin是未定義的行為。 實際上， begin不再指向向量（因為它已經重新分配並釋放了begin指向的舊內存），因此下一個begin->update()調用取消引用無效迭代器，訪問釋放的內存和seg-faulting。

為了安全地做到這一點，你可能想要使用索引而不是迭代器：

for (size_t i = 0, size = entities.size(); i != size; ++i)
  entities[i].update();

這將捕獲循環開始時的大小，因此只迭代循環開始時存在的最后一個元素，因此添加到末尾的新元素將不會被訪問。

當修改向量時，這仍然有效，因為您不存儲迭代器或指向元素的指針，只存儲索引。 只要不從向量中刪除元素，即使插入新元素，索引仍然有效。