返回 C++ 对象时的复制和销毁答案

【问题标题】：Copying and destruction when returning a C++ object返回 C++ 对象时的复制和销毁
【发布时间】：2013-10-24 19:40:06
【问题描述】：

我有一段相当简单的测试代码：

#include <stdio.h>

class PG
{
public:

PG(){
    m_ptr = new int;
    printf("Created PG %i\n", (int)m_ptr);
} 

~PG(){
    printf("Deleted PG %i\n", (int)m_ptr);
    delete (m_ptr);
}

PG& operator =(const PG& src)
{
    printf("Copied PG %i %i\n", (int)m_ptr, (int)src.m_ptr);
    return(*this);
}

private:
    int * m_ptr;
};

PG CreatePG()
{
    PG ret;
    return ret;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    PG test;
    test = CreatePG();
    printf("Ending\n");
    return 0;
}

如果我用 GCC、VS2008 或 VS2012 编译并运行它并运行它，我得到的正是我所期望的：
创建 PG 7837600 -创建测试
已创建 PG 7689464 -已创建 ret
复制 PG 7837600 768946 -复制 ret 进行测试
已删除 PG 7689464 -已删除 ret
结局
已删除 PG 7837600 -已删除测试

但是，当我在没有优化的情况下在 VS2008 或 VS2012 上编译时，我得到了这个：
创建 PG 3888456 -创建测试
已创建 PG 4036144 -已创建 ret
已删除 PG 4036144 -已删除 ret。等等，我们还没有复制它！
已复制 PG 3888456 4036144 -我们现在正在尝试复制已删除的数据
已删除 PG 4036144 -这已被删除。应用程序崩溃

我不敢相信这是 VS 中从未修复过的错误，但我也看不出我做错了什么。在我的应用程序中，我有一个实例，在编译针对速度优化的更复杂的类时也会发生这种行为。我知道使用起来会更有效率：

 PG test = CreatePG();

但我仍然遇到类似的问题，尽管在这种情况下显然使用了复制省略：
创建 PG 11228488
已删除 PG 11228488
结局
已删除 PG 11228488
我仍然收到双重删除。

如果有人能对此有所了解，我将不胜感激。

【问题讨论】：

您需要提供带有检测功能的复制构造函数。
你的operator = 没有做任何事情。
@PeteBecker 他需要提供一个拷贝构造函数，句号。否则，他会被双重删除。
@JamesKanze - 没有检测的复制构造函数将无法提供准确的跟踪。
谢谢。这正是我一直在寻找的。我非常关注优化和非优化之间的不同行为，以至于我完全忽略了这一点。

标签： c++ visual-studio object visual-studio-2012 return

【解决方案1】：

这是因为您的代码违反了rule of three：因为您没有复制构造函数，所以在您看不到打印输出的幕后发生了一些重要的事情。

当您没有复制构造函数时，C++ 很乐意为您定义一个。这通常是您想要的确切构造函数，除了在一种情况下：当您的类显式管理资源时。在这种情况下，当同一个指针可以被多次删除时，逐字节复制内容会创建一个假别名。当您打开优化时，编译器会跳过复制构造函数的调用（返回值优化）。然而，在优化关闭的情况下，复制构造函数被调用，然后m_ptr 的副本被删除，留下指向已删除内存的实际指针。

以下是解决此问题的方法：

PG& operator =(const PG& src) {
    *m_ptr = *(other->m_ptr);
    printf("Assigned PG %x %x\n", (void*)m_ptr, (void*)src.m_ptr);
    return(*this);
}
PG(const PG& other) {
    m_ptr = new int;
    *m_ptr = *(other->m_ptr);
    printf("Copied PG %x\n", (void*)m_ptr);
}

注意：将指针转换为int 没有定义；您应该将指针转换为void*，并使用%x 格式说明符进行打印。

【讨论】：

你也可以定义一个私有的空拷贝构造函数，它禁止编译器隐式定义。这样，当使用私有（不可访问）复制构造函数时会发生错误。这可能有助于调试。

【解决方案2】：

你的复制构造函数在哪里？你需要一个复制构造函数为了返回一个值，你所拥有的只是默认副本构造函数，这将导致多次删除相同的对象，如果它被使用（因为你最终会得到多个包含相同指针的对象）。至于为什么这样做优化时的事情，而不是优化时的事情，大概是 NRVO （称为返回值优化）仅在代码进行了优化。

【讨论】：

【解决方案3】：

这就是您遇到问题的原因。

让我们逐步检查您的代码

PG test;

调用 PG::PG() 创建一个新的 PG，其 ptr 指向在地址 X 的堆上分配的新 int，打印“Created PG X”

test = CreatePG();

首先调用 CreatePG()

PG ret;

调用 PG::PG() 创建一个新的 PG，其 ptr 指向在地址 Y 的堆上分配的新 int，打印“Created PG Y”

return ret;

由于函数被声明为按值返回，因此使用返回 ret 的副本执行按位复制的默认复制构造函数。所以未命名副本的 m_ptr 返回的是 Y。

当我们离开 CreatePG() 的作用域时，本地对象的析构函数被调用，它打印 “Deleted PG Y”然后删除Y。然后我们回到main()中的赋值。

test = CreatePG();

我们现在使用 operator= 分配临时未命名的 PG 进行测试。这将打印“Copied PG X Y”，然后简单地返回一个引用以进行测试，而无需实际执行任何操作。

在表达式结束时，临时变量超出范围并调用析构函数。析构函数打印“Deleted PG Y”并试图删除Y，但是Y已经被删除了，所以这是一个很大的问题。

编写处理指向堆指针的复制构造函数的建议很好，可以帮助您解决问题。

【讨论】：