C++：读取数据怎么可能影响内存？答案

【问题标题】：C++: How is it possible that reading data can affect memory?C++：读取数据怎么可能影响内存？
【发布时间】：2010-10-22 04:23:57
【问题描述】：

我最近一直在深入研究 C++，我的错误似乎变得复杂。

我有一个对象向量，每个对象都包含一个浮点向量。我决定我需要创建一个进一步的平面数组，其中包含所有对象的所有浮点值。它比这要复杂一些，但问题的要点是，当我遍历对象以提取浮点值时，在某些时候，我的对象向量会发生变化，或者以某种奇怪的方式损坏。（我的读操作都是const函数）

另一个例子是 MPI。我刚刚开始，所以我只想在两个不同的节点上运行完全相同的代码，它们有自己的内存并且没有发生数据传输，这一切都非常简单。令我惊讶的是，我遇到了分段错误，经过数小时的跟踪，我发现一个变量的一项赋值是将一个完全不同的变量设置为 NULL。

所以我很好奇，读操作怎么可能影响我的数据结构。同样，看似无关的操作如何影响另一个操作。我不能指望这些简短的描述能解决我的问题，但任何建议都将不胜感激。

更新：这是一段代码，我最初没有发布，因为我不确定在不了解整个系统的情况下可以从中提取多少。

我刚刚发现的一件事是，当我停止将值分配给我的平面数组而只是 cout'ed 时，段错误消失了。所以也许我声明我的数组是错误的，但即使我不确定它会如何影响对象向量。

void xlMasterSlaveGpuEA::FillFlatGenes() {
    int stringLength = pop->GetGenome(0).GetLength();
    for (int i=0;i<pop->GetPopSize();i++)
        for (int j=0;j<stringLength;j++)
            flatGenes[(i*stringLength)+j]<< pop->GetGenome(i).GetFloatGene(j);
}

float xlVectorGenome::GetFloatGene(unsigned int i) const {
    return GetGene(i);
}

我的平面数组是一个成员函数

float * flatFitness;

在构造函数中初始化如下：

flatFitness = new float(popSize);

更新 2：

我只想指出，上面两个例子没有关系，第一个不是多线程的。第二个 MPI 示例在技术上，但 MPI 是分布式内存，我特意尝试了我能想到的最简单的实现，即两台机器独立运行代码。然而，还有一个额外的细节，我放了一个有条件的说法

if node 1 then do bottom half of loop

if node 1 then do top half

再次，内存应该被隔离，它们应该像彼此一无所知一样工作.. 但是删除这个条件并使两个循环都执行所有立方体，消除了错误

【问题讨论】：

您可以发布您的代码的精简版吗？仅凭这一点很难判断会发生什么。
你能发布循环代码来迭代向量中的对象......可能你在那里踩到内存？
读取操作不会改变值。您的代码中必须有其他内容。您的第二个示例是变量指向错误位置的典型情况。

标签： c++ mpi corruption

【解决方案1】：

这不是数组构造函数：

float * flatFitness;
flatFitness = new float(popSize);

您在此处的堆上创建一个浮点数，并使用值popSize 进行初始化。如果你想要一个浮点数组，你需要使用括号而不是括号：

float *flatFitness = new float[popSize];

这很容易导致您描述的问题。另外，请记住，当您创建数组时，您需要使用delete [] 删除（最终）：

delete [] flatFitness;

如果您只使用delete，它可能会起作用，但行为未定义。

如果您想完全避免使用数组语法，为什么不使用std::vector？您可以像这样创建 popSize 元素的向量：

#include <vector>

std::vector<float> flatFitness(popSize);

这将在超出范围时自动释放，因此您不必担心new 或delete。

更新（回复：评论）：如果您已经在代码的其他地方使用了std::vectors，请查看std::vector::swap()。您也许可以完全避免复制内容，只需在 CUDA 缓冲和您在此处进行的处理之间来回交换几个向量。

【讨论】：

有趣的是，我正在从 std::vectors 中提取数据，因为我需要通过 CUDA 将其发送到 GPU。可能有更优雅的方式
看看vector::swap()。您也许可以在此处实例化一些向量，然后将它们与您用于 CUDA 的向量交换，这样您就不必进行任何复制。只需使用 resize() 或构造函数（如上）确保它们的大小正确，否则您最终可能会写入您没有的内存。

【解决方案2】：

我怀疑您遇到了您不知道的多线程或内存损坏问题。你描述的行为不是任何一种标准的、设计的、理想的行为。

【讨论】：

是的，这听起来像是缺少内存屏障和线程间同步不足的教科书式案例。在数据对象对另一个线程可见之后，只需要一个线程在某个时间点更新数据对象，并且缺乏同步迟早会咬你。
也许，但他从未说过他在使用线程。 MPI 是进程级并行性，除非您将它与其他东西结合使用。

【解决方案3】：

jeffamaphone 可能是正确的，这是一个线程问题。另一种可能性是您正在阅读的对象已被删除。然后，您将从无效地址读取。您此时写入的数据结构也可能存储在向量以前占用的相同位置。这将导致您描述的行为。

编辑（根据您的更新）：

这可能有问题：stringLength 在外循环外初始化，但看起来它需要在外循环期间更新：

int stringLength = pop->GetGenome(0).GetLength();
for (int i=0;i<pop->GetPopSize();i++)
    for (int j=0;j<stringLength;j++)
        flatGenes[(i*stringLength)+j]<< pop->GetGenome(i).GetFloatGene(j);

建议修复：

for (int i=0;i<pop->GetPopSize();i++) {
    int stringLength = pop->GetGenome(i).GetLength();
    for (int j=0;j<stringLength;j++) {
        flatGenes[(i*stringLength)+j]<< pop->GetGenome(i).GetFloatGene(j);
    }
}

【讨论】：