Question

我正在用C ++中的矢量进行一些实验。我使用的代码如下

#include <vector>
#include <iostream>

int main()
{
   std::vector<float> aVector = std::vector<float>(10);  // IMPORTANT LINE
   std::cout << "Vector size: " << aVector.size() << std::endl;
   aVector.clear();
   aVector[0] = 2.2;
   std::cout << "Vector size: " << aVector.size() << std::endl;
   aVector.push_back(0.1);
   std::cout << "Vector size: " << aVector.size() << std::endl;
   aVector.clear();
   std::cout << "Vector size: " << aVector.size() << std::endl;
   aVector[0] = 2.1;
   std::cout << "Vector size: " << aVector.size() << std::endl;

   return 0;
}

如果我有向量，用N个元素初始化它，然后清除向量并尝试将赋值aVector[0] = 1.1放到程序一直到最后没有分段错误。

另一方面，如果我创建了一个向量但没有传递初始元素的数量，那么在尝试使用aVector[0] = 1.1分配值时，它会使程序崩溃。

出现分段错误的唯一方法是因为我试图写入无效的内存地址。因此，根据我的理解，创建向量而不是初始化意味着指向实际向量数据的指针指向无处，而初始化向量和清除时保持指向已分配内存的指针，但向量的大小仅缩小为0？是否意味着即使在清除了矢量之后，先前存储的值仍然存在？

这是规范中定义的行为吗？我希望清除擦除并释放以前分配的内存。

Answer 1

向量分配的内存不限于向量使用的内存。让我们一步一步地完成该计划。请注意，我将描述实际发生的内容;正式地，当您aVector[0] aVector.size()==0时，无论您最初是否分配了任何元素，都会调用未定义的行为：

std::vector<float> aVector = std::vector<float>(10);  // IMPORTANT LINE

这里初始化向量，默认初始化10个元素。也就是说，它为10个浮点数分配空间，并将每个浮点数初始化为零。内存现在看起来像这样：

+-------+-----+-------------+
| begin | end | capacity=10 |
+-------+-----+-------------+
    |      |
    |      \----------------------------------------------------\
    |                                                           |
    V                                                           V
    +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
    | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
    +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+

容量告诉您已分配了多少个单元格。

请注意，你可以写一下std::vector<float> aVector(10);

现在你做

std::cout << "Vector size: " << aVector.size() << std::endl;

函数std::vector<>::size()只计算begin和end之间的差异。因此，对于10和begin之间的10个元素，您获得end。

aVector.clear();

这会将end重置为等于begin并销毁超出该新端的所有对象（float通常意味着什么都不做;但是调试版本可能会例如用NaN覆盖浮点数）。也就是说，你的矢量现在看起来像这样：

+-------+-----+-------------+
| begin | end | capacity=10 |
+-------+-----+-------------+
    |      |
    |/-----/
    |
    V
    +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
    | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? |
    +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+

你看，记忆仍在那里。

aVector[0] = 2.2;

由于std::vector<>::operator[]不进行范围检查（尽管调试版本可能会执行范围检查），因此会导致begin指向的float的赋值。因为即使当前没有初始化浮点数也可以分配（如果你有例如std::vector<std::string>，情况会有所不同），这个赋值成功了，你现在有了

+-------+-----+-------------+
| begin | end | capacity=10 |
+-------+-----+-------------+
    |      |
    |/-----/
    |
    V
    +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
    | 2.2 | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? |
    +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+

接下来，

std::cout << "Vector size: " << aVector.size() << std::endl;

当然会给0，因为这是begin和end之间的区别。

aVector.push_back(0.1);

成员push_back将首先检查end之后是否存在其他元素的空间（在这种情况下显然是这样），如果不存在则重新分配（现在不适用）然后简单地构造一个新对象在*end和增量end的值。所以现在你的矢量看起来像这样：

+-------+-----+-------------+
| begin | end | capacity=10 |
+-------+-----+-------------+
    |      |
    |     //
    |     |
    V     V
    +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
    | 0.1 | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? | ??? |
    +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+

正如您所看到的，对于向量，2.2实际上不存在，因此它被新构造的0.1覆盖。

由于程序的其余部分只是重复前面的步骤（结果相同），所以我就此止步。

现在，如果在开始时你没有请求任何元素，则向量最初不会分配内存，因此尝试写入aVector[0]将导致分段错误。

Answer 2

从the doc开始，clear()使std::vector对象的任何元素的所有内容（引用，指针...）无效，但由于capacity()仍然存在，因此不会释放内存不变。

有和没有初始化的std :: vector分段错误

2 个答案: