使用shared_ptr的引用時的SIGSEGV

Question

如果運行以下C ++代碼，您將獲得SIGSEGV：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

class Node {
public:
    std::vector<std::shared_ptr<Node>> childNodes;
};

void addChild(const std::shared_ptr<Node> &node, std::shared_ptr<Node> &parentNode) {
    std::shared_ptr<Node> newNode = std::make_shared<Node>();
    std::cout << node->childNodes.size() << std::endl;
    parentNode->childNodes.push_back(newNode);
    std::cout << node->childNodes.size() << std::endl; // the program crashes when running this line
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    std::shared_ptr<Node> parentNode = std::make_shared<Node>();
    parentNode->childNodes.emplace_back(std::make_shared<Node>());
    std::shared_ptr<Node>& childNode = parentNode->childNodes[0];
    addChild(childNode, parentNode);
    return 0;
}

我不知道為什么會崩潰。 但是我發現，如果我在主要功能中更改了這一行：

std::shared_ptr<Node>& childNode = parentNode->childNodes[0];

至

std::shared_ptr<Node> childNode = parentNode->childNodes[0];

問題將消失。 程序正確輸出兩個零並安全退出，為什么？ 是什么原因導致最初的崩潰，以及為什么修改可以解決該問題？

Answer 1

向量中的push_back會使向量的所有迭代器，指針和引用無效。

由於node是對parentNode->childNodes元素的引用，因此將其推入該元素會使該引用無效。 因此，僅訪問node->childNodes.size()是未定義的行為。

當您在向量中使用元素的副本時， node引用仍然有效，因為它所引用的shared_ptr仍然存在於向量管理的存儲器之外。

您還可以通過簡單地將引用傳遞給節點本身來避免復制shared_ptr 。 即

void addChild(const Node &node, std::shared_ptr<Node> &parentNode)

即使重新分配了任何shared_ptr，對Node的引用也不會無效。

Answer 2

當您在addChild中將newNode推newNode此處時：

parentNode->childNodes.push_back(newNode);

你可能會失效，你承擔了參考main以parentNode->childNodes[0]而這又被稱為node中addChild 。

最后，當您取消引用有問題的行中的node時，這將導致無效的讀取：

node->childNodes

依次觸發段錯誤。

---

相反，如果您創建了parentNode->childNodes[0]的副本，那么一切都很好，因為在這種情況下，您沒有對childNodes std::vector任何元素的任何引用，因此任何元素都不會失效。

請注意， 指針本身（ std::vector包含的指針 ）總是很好的，因為它們在任何一個版本中都不會被修改（並且在工作情況下創建std::shared_ptr的副本時，一切都會正常進行）以及由於std::shared_ptr提供的引用計數機制而導致的破壞）。