c++ *this 与 std::list 的隐式副本

Question

对于一个项目，我有一个对象列表（在我的示例代码中，一个花园）。每个花园都包含一个植物，它引用了它所在的花园。这在制作单个花园时非常有效，但是当我创建一个花园对象的 std::list 时，突然在某处创建了一个副本 em> 我不知道，我也不知道如何解决它。对象如下：

struct Garden; //Forward declaration
struct Plant {
    Plant(Garden & myGarden) : theGarden(myGarden) { }; //Constructor
    Garden & theGarden; //reference to garden this Plant is in
};
struct Garden {
    Garden(int size) :  thePlant(*this), size(size) { }; //Constructor
    Plant thePlant; //Plant contained in this Garden
    int size;       //Size of this garden
};

到目前为止一切顺利。现在，我可以单独创建一个 Garden，或者将其放入列表中。预期的行为是，如果我更改“大小”变量，它会随处更改，在theGarden 中也是如此。但是，在列表中，它只会在“原始”Garden 中更改，而不是在参考 theGarden 中更改

int main() {
    //Works
    Garden oneGarden(1);
    std::cout << "Expected: 1 1, result: "
            << oneGarden.size << " "
            << oneGarden.thePlant.theGarden.size << std::endl;
    oneGarden.size = 2;
    std::cout << "Expected: 2 2, result: "
            << oneGarden.size << " "
            << oneGarden.thePlant.theGarden.size << std::endl;

    //Does not work!
    std::list<Garden> gardenList;
    gardenList.push_back(Garden(1));
    std::cout << "Expected: 1 1, result: "
            << gardenList.front().size << " "
            << gardenList.front().thePlant.theGarden.size << std::endl;

    gardenList.front().size = 2;
    std::cout << "Expected: 2 2, result: "
                << gardenList.front().size << " "
                << gardenList.front().thePlant.theGarden.size << std::endl;

    return 0;
}

最终输出如下：

Expected: 1 1, result: 1 1
Expected: 2 2, result: 2 2
Expected: 1 1, result: 1 1
Expected: 2 2, result: 2 1

Answer 1

标准容器拥有它们所包含的元素。这意味着当你插入它们时，每个元素都会被复制。

当您的Garden 被复制时，会使用默认的复制构造函数，而Plant 成员也会被默认复制。但是，这意味着新的Plant 包含对旧 Garden 的引用。

在这种情况下，旧的Garden 是gardenList.push_back(Garden(1)) 中的临时地址，所以它不仅不是正确的Garden，而且是一个甚至不再存在的Garden。简而言之，您正在通过一个悬空引用（具有未定义的行为）来读取大小，并获得 [un?] 幸运地看到它背后的旧值。

您应该为Garden 编写一个复制构造函数，以各种方式复制其Plant除了新的Plant 应该引用新的Garden，而不是仅仅复制旧参考。

使用新的 C++11 功能实际上可以避免复制和由此产生的整个问题：

gardenList.emplace_back(1);

现在，the Garden in the list is created in-place，不会进行复制。

但是，您应该仍然使用Garden 修复底层设计问题，即使您以这种方式解决问题。