C++向量插入实现崩溃

Question

我试图重现向量的行为，当我尝试使用vector::insert(iterator, size_type, const T &) 时发生了奇怪的崩溃，我的代码如下所示：

iterator    insert(iterator pos, size_type count, const T &value) {
    return _M_insert_size(pos, count, value);
}

//with
iterator    _M_insert_size(iterator pos, size_type count, const T &value) {
    const size_type size = _size + count; // get the new size

    if (_capacity < size) reserve(size); // reserve if larger than capacity
    // here `end()` is still using old size
    std::copy(pos, end(), pos + count); // move [pos;end()[ to (pos + count)
    std::fill(pos, pos + count, value); // fill [pos;(pos + count)[ with value
    _size = size; // set the new size
    return pos;
}

//and
void        reserve(size_type new_cap) {
    if (new_cap > max_size()) throw std::length_error(std::string("vector::") + __func__);

    if (new_cap > _capacity) {
        T   *ptr = _allocator.allocate(new_cap);
        std::copy(begin(), end(), ptr);
        _allocator.deallocate(_array, _capacity);
        _capacity = new_cap;
        _array = ptr;
    }
}

//and
iterator                begin(void) { return _array; }
iterator                end(void) { return _array + _size; }

我的代码看起来是合法的，但我遇到了这个崩溃

munmap_chunk(): invalid pointer
[1]    3440 abort (core dumped)  ./build/test

在使用 valgrind 时，我在 std::copy 处读取无效，但过去四个小时我一直在努力，但没有发现哪个值或参数有误。崩溃发生在这次测试中：

            ft::vector< int >   v(10, 42);
            std::vector< int >  r(10, 42);

            v.insert(v.begin(), 5UL, 1);
            r.insert(r.begin(), 5UL, 1);

Answer 1

    if (_capacity < size) reserve(size); // reserve if larger than capacity
    // here `end()` is still using old size
    std::copy(pos, end(), pos + count); // move [pos;end()[ to (pos + count)

• 如果你正在调试这个，你应该知道你是否在这里调用了reserve()，对吧？因为您正在单步执行该函数。

  • 如果您不已经知道这一点，那么在调试时应该注意这一点。如果你这样做了，它应该在问题中。

• 而且由于您正在编写自己的 std::vector::reserve，因此您知道它使包括 pos 在内的所有迭代器无效，因为您的实现总是分配新的存储空间。

  • 如果您想添加调试模式来检测此类内容，可以向容器和迭代器添加生成计数器，并在每次无效操作时增加容器的生成计数器。

• 如果您在 valgrind 中获得无效读取，它还应该告诉您最初分配内存的位置以及释放的位置。

  • 如果没有，请检查其选项。如果确实如此，那么该信息也应该在问题中。

因此，最近的解决方法是在（可能）调用reserve() 之前写入const auto pos_offset = pos - begin();，然后使用pos_offset 恢复正确的迭代器。

其他问题是：

• 前导下划线后跟大写字母（如_M）的标识符保留用于实现。您的标准库中提供的std::vector 是实现的一部分，但您的代码不是。
• _allocator.deallocate 不会破坏数组元素，_allocator.allocate 不会构造它们。参见std::allocator example code 中std::construct_at 和std::destroy_n 的使用：

      S* s = allocator.allocate(n); // may throw
      for (std::size_t i{}; i != n; ++i) {
      //  allocator.construct(&s[i], i+42); // removed in C++20
          std::construct_at(&s[i], i+42);   // since C++20
      }
      std::destroy_n(s, n);
      // or loop over allocator.destroy(&s[i]); before C++17
      allocator.deallocate(s, n);