Unique_ptr：被释放的指针在放入列表时未分配

Question

我有一个像这样的简单 C++ 程序：

#include <iostream>
#include <list>
#include <memory>

int main(void) {
  std::list<std::unique_ptr<int>> l;
  int x = 5;
  // throws runtime error: pointer being freed was not allocated
  l.emplace_back(&x);
}

当程序运行时，我得到以下输出：

a.out(59842,0x7fffb13d1380) malloc: *** error for object 0x7ffee81489ac: pointer being freed was not allocated *** set a breakpoint in malloc_error_break to debug [1] 59842 abort ./a.out

这告诉我，在销毁列表期间，已创建的 unique_ptr 对象被销毁，而在销毁期间，指向 x 的指针被释放，而它从未被 malloced 释放。

但是我希望在unique_ptr 超出范围并且是destroyed 的情况下也会发生同样的情况：

#include <iostream>
#include <list>
#include <memory>

int main(void) {
  int x = 5;

  // does not throw runtime error when falling out of scope and being destructed
  std::unique_ptr<int> p(&x);
}

但是，当上面的unique_ptr p 超出范围并被销毁时，程序运行良好。为什么第一个程序在销毁unique_ptr 时给我一个错误，而第二个程序却没有？为什么在列表中放置 unique_ptr 会导致其破坏失败？

Answer 1

未定义的行为可能导致任何事情，从崩溃到明显成功的运行，再到英国投票退出欧盟（哎呀，对不起，伙计们……空指针取消引用可以做的事情真是太神奇了）。

编译器是极其复杂的东西。您的程序不是将由目标计算机按顺序执行的指令的一对一映射；它大致描述了您希望计算机如何运行。两者之间的转换非常深奥和复杂。当你走下坡路时，你会以这样一种方式破坏语言：编译器的内部工作——不断做出假设并采取它知道可以做的捷径，尤其是在应用所谓的“优化”时——被打破了不可预知的方式。

这是其中之一。

简而言之，如果您期望 UB 做任何特别的事情，那么您已经失败了。

通过分析编译器的源代码和生成的程序集，可以准确确定您的 UB 在这种情况下的行为方式。但这将是一个漫长、艰巨且最终完全没有意义的过程。

只是不要从你没有动态分配的东西中创建智能指针（或者，如果你出于某种原因真的想要，提供一个自定义删除器，它不会尝试 delete 不是 @ 的东西987654322@d)。简单！

Answer 2

我认为发生的事情是第二个示例中的变量 p 刚刚被优化掉，因此不会导致运行时错误。

但是发生的错误很明显，它正在尝试释放在堆栈上分配的内存。请注意，智能指针通常与堆分配的内存一起使用，而不是在堆栈上分配的内存。

Answer 3

我已经复制并编译了你的代码：

$ g++ omg.cpp && ./a.exe
Aborted (core dumped)

您可以尝试添加另一个级别的间接：

int main(void) {
    int x = 5;
    {
        std::unique_ptr<int> p(&x);
    }
}

看看有没有帮助。