带有指针的 std::map：错误的值评估答案

【问题标题】：std::map with pointers: wrong value assess带有指针的 std::map：错误的值评估
【发布时间】：2014-08-18 16:40:09
【问题描述】：

我正在尝试将指向 Block 对象的指针保存到 STL 映射中：

void IO::parseInput(void)
{
    map<string, Block*> blocksMap;

    //=== Create new block and write it to the vector in database ===
    Block tmpBlock (bIndex, bName, bWidth, bHeight);
    Block* tmpPointer = db.addBlock(tmpBlock); //addBlock returns pointer to the added Block

    tmpPointer->printParams(); // -- here is correct output

    blocksMap.insert ( pair<string, Block*>(bName, tmpPointer) );

    // === Test hash ===
    blocksMap.find("anyLegalStringKey")->second->printParams(); // -- wrong output
}

DB类中的addBlock函数：

Block* DB::addBlock (Block& newBlock)
{
    blocks.push_back(newBlock);
    Block* ptrToLast = &blocks.back();
    return ptrToLast;
}

DB类中Block的向量：

class DB:
{
    private:
    //=== Database ===
    vector <Block> blocks;
};

问题： 在写入地图之前，我使用指针 tmpPointer 访问对象（我要保存的指针）并打印其所有参数。这个工作正确。然后我用特定的键将此指针保存在地图中。当我尝试使用带有特定键的 map 中的 find 访问相同的指针时，我得到了错误的输出（我还打印了所有参数）。

当我尝试访问 map 中任何现有键的指针时，可能会导致四种不同的反应：

一切正常，我得到正常输出（在我的例子中，我打印所有参数）
我得到了错误的参数（例如，我得到了 21814704 而不是索引 7）
不可读的输出
分段错误

有趣的是，对于同一个块对象，我总是有相同的反应（例如，名称为“g22i”的块总是有不可读的输出）。

db 中的矢量“块”在我将指针保存在地图中之前和之后包含正确的信息。

谢谢！

【问题讨论】：

当你push_back变成一个vector时，vector可以增长，这就需要重新分配。这会使对其元素的引用和迭代器无效。
您应该始终检查.find 的结果以确保.find() != blocksMap.end()。取消引用 .end() 是未定义的行为，它没有找到任何东西，只要你调用 ->second 就取消引用
将向量中的块存储为指针，最好是unique_ptr<Block>。当推回更多时，指向这些块的指针不会改变。或者，将索引存储在地图中，以便在矢量中查找。
一般建议：使用智能指针 (std::shared_ptr) 而不是裸指针

标签： c++ pointers memory map reference

【解决方案1】：

您正在尝试使用指向std::vector 元素的长寿命指针。这是灾难的秘诀。当你的向量决定重新分配自己时，所有这些指针都会失效。

如果你想使用指向向量元素的指针，你必须确保向量永远不会重新分配。 IE。您必须提前预留足够的容量来存储所有未来的元素。大多数情况下，它不是最理想的，违背了使用 std::vector 的目的，或者根本不可能。

您还可以使用永远不会使指向其元素的指针无效的容器，例如std::list。但是std::list 不支持随机访问。您可以使用std::deque，它支持随机访问（尽管效率低于std::vector），并且只要您不在序列中间插入任何内容，就可以保持元素指针的有效性。

最后，您可以继续使用std::vector，但请确保在其中存储指向Block 对象的[智能] 指针，而不是Block 对象本身。这个想法是确保向量重新分配不会导致实际Block 对象的重新分配。

P.S.另外说明：当你声明一个map<string, Block*> blocksMap时，这种映射的元素类型为pair<const string, Block*>（注意额外的const）。 IE。 map<string, Block*>::value_type 实际上是pair<const string, Block*>。

稍后您尝试使用pair<string, Block*> 参数调用blocksMap.insert，而blocksMap.insert 实际上期望pair<const string, Block*>。这会编译，但它涉及由std::pair 的转换构造函数执行的从pair<string, Block*> 到pair<const string, Block*> 的隐式转换。这在性能方面并不是最优的。这就是为什么一个更好的主意可能是使用 map<string, Block*>::value_type 而不是尝试手动拼写元素类型

blocksMap.insert ( map<string, Block*>::value_type(bName, tmpPointer) );

【讨论】：