指令指针异常行为

Question

我遇到了一个非常奇怪的问题。

假设我有一个类，它的公共成员是指向某种类型的指针向量：

class SystemState
{
  // ...
public:
  SystemState (const SystemState& s); // copy constructor
  std::vector <Concept *> m_L;
  // ...
};

我担心知道Concept类有一些虚方法很重要，其中：

virtual enum ConceptType GetType (void) const;

向量通常存储指向从Concept 基类继承的类的指针。

在某些时候，当调用SystemState 复制构造函数时，程序由于分段错误而崩溃。 不得不说，这样的拷贝构造函数之前已经被调用过很多次了，并没有造成任何问题。

Valgrind 没有报告任何问题： - 没有绝对丢失的字节，没有间接丢失的字节（只有可能丢失+仍然可以访问的字节，由于 std::string） - 没有无效读取，没有无效写入 - 将 GDB 附加到 Valgrind 时，没有任何反应，因为 Valgrind 没有发现任何错误。

Intrestingl，仅通过 GDB 检查代码会发现扩展指令指针，在没有合理解释的情况下陷入混乱。这是一个调试会话：

SystemState (this=0xbfffecf4, s=...) at system-state.cc:14
14  SystemState::SystemState (const SystemState& s) // copy constructor
(gdb) n
16    for (uint32_t i = 0; i < s.GetSize (); i++)
(gdb) n
18      if (s.m_L[i]->GetType() == Concept::GENERIC)
(gdb) s
std::vector<sim::Concept*, std::allocator<sim::Concept*> >::operator[] (this=0x80a5d88, __n=0) at /usr/include/c++/4.3/bits/stl_vector.h:578
578       { return *(this->_M_impl._M_start + __n); }
(gdb) fin
Run till exit from #0  std::vector<sim::Concept*, std::allocator<sim::Concept*> >::operator[] (this=0x80a5d88, __n=0)
    at /usr/include/c++/4.3/bits/stl_vector.h:578
0x080782ab in SystemState (this=0xbfffecf4, s=...) at system-state.cc:18
18      if (s.m_L[i]->GetType() == Concept::GENERIC)
Value returned is $30 = (class sim::Concept * const&) @0x80a6400: 0x80a6698
(gdb) si
0x080782ad  18      if (s.m_L[i]->GetType() == Concept::GENERIC)
(gdb)
0x080782af  18      if (s.m_L[i]->GetType() == Concept::GENERIC)
(gdb)
0x080782b4  18      if (s.m_L[i]->GetType() == Concept::GENERIC)
(gdb)
0x080782b7  18      if (s.m_L[i]->GetType() == Concept::GENERIC)
(gdb)
0x080a5b10 in ?? ()
(gdb) info fr
Stack level 0, frame at 0xbfffeca0:
 eip = 0x80a5b10; saved eip 0x807bc84
 called by frame at 0xbfffed50
 Arglist at 0xbfffec98, args:
 Locals at 0xbfffec98, Previous frame's sp is 0xbfffeca0
 Saved registers:
  ebp at 0xbfffec98, eip at 0xbfffec9c
0x080a5b12 in ?? ()
(gdb)
0x080a5b14 in ?? ()
(gdb)
0x080a5b15 in ?? ()
(gdb)
0x080a5b17 in ?? ()
(gdb)

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x080a5b17 in ?? ()
(gdb)

附带说明，Concept::GENERIC 是enum Concept::ConceptType 的条目。 可以看出，访问向量没有问题（）。然后，奇怪的事情发生了。

最让我困惑的是，这部分代码之前已经被调用过好几次了。

我完全不知道还要寻找什么，也不知道如何调试代码。 因此，无论您有解决这个谜团的方法还是调试提示，都非常欢迎！

PS：完整的文件可以在这里找到： http://mercurial.intuxication.org/hg/lte_sim/file/544cef78b03d/src

更新 1

按照 Rob 的建议，我将operator= 定义如下：

SystemState&
SystemState::operator= (const SystemState& s)
{
  for (uint32_t i = 0; i < GetSize (); i++)
  {
    m_L[i] = s[i]->Clone ();
  }

  return *this;
}

程序不再崩溃，但正在泄漏内存：如您所见，我们存储了另一个对象而没有释放旧对象的内存。 现在，如果我在赋值之前发出delete (m_L[i]);，程序会再次崩溃，即使指针指向一个有效的对象（使用 GDB 进行检查，但我需要更准确地检查它）。

更新 2 我决定搬到boost::shared_ptr，这样就不再需要明确的delete了。

Answer 1

Rule of Three:

如果一个类定义了以下之一，它可能应该明确定义所有三个[1]：

• 析构函数
• 复制构造函数
• 复制赋值运算符

您的类SystemState 定义了析构函数和复制构造函数，但没有定义复制赋值运算符。考虑：

SystemState t;
{
    SystemState s;
    s.AddConcept(new ...);
    t = s;
}

赋值操作后，t 和s 具有相同的m_L 向量。也就是说，它们都包含指向已添加到s 的Concept 的指针。在声明s 的块的末尾，s 超出范围并被销毁。 ~SystemState deletes 指针，但 t 仍然持有它。现在t 在它的m_L 中有一个指针，它指向一个被破坏的对象。只要t 做了任何有趣的事情（包括超出范围和自身被销毁），它就会调用未定义的行为。