C++ 跟踪原始类型值变化

Question

我有一个复杂的程序，有一个奇怪的错误，一些 int 值意外地降至零。

所以我想跟踪这个内置类型值，然后我可以轻松调试。

为此，我创建了 ValueWatcher 模板类，因此我可以跟踪值的几乎变化，除非 ValueWatcher 取消引用。 （我制作了这些取消引用运算符，因为程序需要 int *, &）

template <typename T>
class ValueWatcher
{   
public:
    ValueWatcher(const T &val)
    {
        cout << "constructor with raw value " << val << endl;

        _cur = _old = val;
    }

    ValueWatcher(const ValueWatcher& vw)    
    {
        cout << "constructor with ValueWatcher " << vw._cur << endl;

        _cur = vw._cur;
    }

    ValueWatcher& operator=(const ValueWatcher &rhs)
    {
        cout << "operator= with ValueWatcher " << rhs._cur << endl;

        _cur = rhs._cur;

        onChanged();

        return *this;
    }

    ValueWatcher& operator=(const T &val)
    {
        cout << "operator= with " << val << endl;

        _cur = val;

        onChanged();

        return *this;
    }

    int *operator&()
    {
        cout << "addressing operator" << endl;

        // can't track anymore!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

        return &_cur;
    }

    operator int&()
    {
        cout << "operator int&" << endl;

        // can't track anymore!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

        return _cur;
    }

    operator int&() const
    {
        cout << "const operator int&" << endl;

        return _cur;
    }

    operator int() const
    {
        cout << "operator int" << endl;

        return _cur;
    }

private:
    void onChanged()
    {
        // update old and do proper action

    }

    T _cur;
    T _old;

};

问题是，当客户端代码需要 ValueWatcher 的 int & 或 int * 时，它可以给出 int & 或 int * 但 - int * 或 & 不能保存 ValueWatcher 实例，因此无法再跟踪。

有没有办法解决这个问题？我认为它可以通过返回引用或指针类实例来解决，而不仅仅是返回 & 或 * 的内置 int 类型。但我不知道该怎么做。

此外—— 我不能用调试器运行这个程序。该问题仅在真实环境中出现，并且很难重现。

Answer 1

如果您可以在调试器中运行时重现该行为，您应该能够设置 值更改 或 内存更改 断点。这可能比引入代理实现更容易。

Answer 2

它可能不是最好的解决方案，但是如果你的 * 或 & 返回一个指向你的值观察者的指针/引用呢？否则我会禁止使用 * 或 &。 （通过不实施或将其设为私有）。

Answer 3

我认为这是不可能的。一旦你返回一个 int* 或 int&，你就失去了追踪任何东西的能力。我能想到的唯一方法（也是正确的方法，IMO）是使用调试器并设置具有适当条件的观察点。当条件满足时，调试器将中断并暂停程序，以便您检查内存、调用堆栈等。

Answer 4

如果您可以为变量保留 PAGE_SIZE 个字节，那么您可以使用VirtualProtect（如果您在 Windows 上）锁定这部分内存 - 例如，您可以设置只读访问权限。之后，任何试图访问该变量的东西都会使程序崩溃（因此您将能够编写内存转储和查明更改变量的例程）。我使用这种技术来查明类似的问题（多线程应用程序，随机覆盖内存块）。如果您无法立即调试机器，请尝试使用 MiniDumpWriteDump 编写转储。您将能够使用 WinDBG 或 Visual Studio 调试内存转储。

Answer 5

如果你真的很绝望：

#define int ValueWatcher<int>

在更好的情况下，您会使用

//typedef int intt;
typedef ValueWatcher<int> intt;

然后重新编写所有需要 int 的代码并替换它。将int* 替换为intt*。将int& 替换为intt&。

Answer 6

你说你只在不调试时看到这个问题，所以我猜你有一个模糊的错误，只有在使用优化构建时才能看到。这种行为有两种可能的解释：

• 你在某处有竞争条件

• 您没有正确初始化变量...因此在使用优化构建时，您的值的初始化方式与调试时不同。

• 您在某处有一个缓冲区溢出，它正在覆盖您的一个变量。同样，这可能是您仅在使用优化构建时才能看到的东西...当您为调试而构建时，编译器将在堆栈上的变量周围留下额外的空间...这起到缓冲作用，可以防止一些错误暴露自己.

这是一个相关的 SO 帖子，它更详细地解释了这些问题：

Program only crashes as release build -- how to debug?