使用已用定义的转换运算符时出现分段错误答案

【问题标题】：Segmentation fault when using Used-defined conversion operator使用已用定义的转换运算符时出现分段错误
【发布时间】：2019-10-01 19:43:24
【问题描述】：

我已经实现了下面这段代码

#include <iostream>
#include <memory>

class A
{
    public:
        int a;

        virtual ~A()
        {
        }
};

class B : public A
{
    public:
        int b;

        virtual ~B()
        {
        }
};

class E : public B
{
    public:
        ~E()
        {
        }
};

class D
{
public:
    operator std::shared_ptr<A>()
    {
        std::shared_ptr<A> pa = std::make_shared<A>();
        pa->a = this->y;
        return pa;
    }

    operator std::shared_ptr<B>()
    {
        std::shared_ptr<A> pb = std::make_shared<B>();

        pb = *this;
        (std::static_pointer_cast<B>(pb))->b = this->x;
        return std::static_pointer_cast<B>(pb);
    }

    virtual ~D()
    {
    }

    int x;
    int y;
};

int main()
{
    D d;
    d.x = 6;
    d.y = 7;
    std::shared_ptr<E> pE = std::make_shared<E>();
    std::shared_ptr<A> pa = pE;

    std::shared_ptr<B> pB = std::dynamic_pointer_cast<B>(pa);
    pB = d;
    std::cout << "a " << pB->a << "b " << pB->b << std::endl;
    return 0;
}

我尝试做的是将类D、d 的实例转换为派生自类A 的共享指针B 的实例。

B 继承类A，E 继承类B。

程序终止时，程序在A类的析构函数中崩溃。

我使用 GDB 发现 this 为 NULL。

有人知道为什么会这样吗？

【问题讨论】：

进行以下更改 (std::dynamic_pointer_cast(pb))->b = this->x;返回 std::dynamic_pointer_cast(pb);程序在 this->x 的分配中崩溃。 pb 为 NULL。
没错。这告诉您您正在以无效的方式访问pb，因为它没有指向有效的B 对象，因此您不能将A 指针转换为B 指针。您需要修复您的 operator std::shared_ptr() 才能对有效的 B 对象进行操作。

标签： c++ operators

【解决方案1】：

在D::operator std::shared_ptr()内部，std::static_pointer_cast(pb)的使用是未定义的行为，因为pb此时并没有指向B的实例，所以强制转换是非法的A 指向 B 指针并访问 B 的成员。 pb 指向std::make_shared<A>() 在D::operator std::shared_ptr<A>() 中创建的A 实例。在语句pb = *this; 中，您将丢弃您创建的B 对象并获得*this 返回的A 对象的所有权。

因此，在main() 内部，pB 最终指向一个无效的B 对象，并在main() 退出时尝试破坏该对象，这就是您最终导致A 析构函数崩溃的原因。

如果您在D::operator std::shared_ptr() 内部使用dynamic_pointer_cast 而不是static_pointer_cast，那么您最终会得到一个NULL 指针，并且在访问B::b 时可能会在D::operator std::shared_ptr() 内部崩溃，而不是在main() 中崩溃.

您需要修复您的operator std::shared_ptr() 才能在B 的有效实例上运行，而不是在A 的实例上运行。例如：

operator std::shared_ptr<B>()
{
    std::shared_ptr<B> pb = std::make_shared<B>();
    std::shared_ptr<A> pa = *this;

    *static_pointer_cast<A>(pb) = *pa; // <-- copy pa->a to pb->a ...
    // or: simply do this instead:
    // pb->a = pa->a;

    pb->b = this->x;
    return pb;
}

【讨论】：