Question

当我用valarray编写一个简单的算术表达式并将结果赋给auto时，当我尝试在gcc上访问结果时，我得到一个段错误。

#include <iostream>
#include <valarray>
using std::ostream; using std::valarray;
ostream& operator<<(ostream&os, const valarray<double>&vs) {
    os << "[";
    for(auto&v : vs) os << v << " ";
    return os << "]";
}
int main() {
    valarray<double> a{ 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 };
    std::cout << "a: " << a << "\n";
    valarray<double> b{ 2.0, 4.0, 6.0, 8.0 };
    std::cout << "b: " << b << "\n";
    valarray<double> c{ 2.0, 1.5, 0.5, 0.25 };
    std::cout << "c: " << c << "\n";
    valarray<double> x = ( a + b ) / 2;
    std::cout << "x: " << x << "\n";
    // this still works:
    auto y = ( a + b ) / 2;
    // The following will result in a segfault:
    std::cout << "y:" << y << "\n";
}

reference表示实现可能会选择算术运算重载的返回类型可能不是valarray - 值，而是＆＃34;表现得像＃34;：< / p>

允许按值返回valarray的运算符返回不同类型的对象。这种类型需要隐式转换为valarray，并作为所有函数的参数支持valarray＆amp;参数。这允许写时复制实现。

好吧，我的operator<<应该要求＃34;隐式转换＆＃34;，不应该吗？

那么为什么我会遇到段错？

$ ./valarray01.cpp.x
a: [1 2 3 4 ]
b: [2 4 6 8 ]
c: [2 1.5 0.5 0.25 ]
x: [1.5 3 4.5 6 ]
Segmentation fault (core dumped)

gcc版本6.2.0 20160901（Ubuntu 6.2.0-3ubuntu11~14.04）

当我尝试 clang （在linux上，所以可能是gcc＆＃39; s stdlib）时我对此持怀疑态度......并且......它有效：

clang version 3.9.1-svn288847-1~exp1（branches / release_39）

$ ./valarray01.cpp.x
a: [1 2 3 4 ]
b: [2 4 6 8 ]
c: [2 1.5 0.5 0.25 ]
x: [1.5 3 4.5 6 ]
y:[1.5 3 4.5 6 ]

好吧，在我提交gcc-bug之前......我做错了什么？我的auto邪恶？或者它真的是gcc吗？

Answer 1

这是因为GCC的valarray实现使用Expression Templates来避免为算术表达式的中间结果创建临时对象。表达式模板和auto混合不好。

( a + b )不会立即执行乘法，而是会创建一个＆＃34;闭包＆＃34;引用a和b的对象。实际的乘法将被延迟，直到在需要结果的上下文中使用闭包。接下来，表达式( a + b ) / 2的其余部分创建第二个闭包对象，该对象包含对第一个闭包对象的引用，以及对值2的引用。然后使用第二个闭包对象初始化一个由auto推导出的类型的变量：

auto y = ( a + b ) / 2;

所以y是一个闭包对象，它引用了第一个闭包，并引用了int，其值为2。但是，第一个闭包和int值都是临时值，在声明结尾处超出范围。这意味着y有两个悬空引用，一个临时闭包和一个临时int。当您尝试在y语句中使用cout时，它会转换为valarray<double>，它会尝试评估乘法和除法的结果。该评估遵循悬空引用并尝试访问不再存在的临时对象。这意味着未定义的行为。

我正在开发GCC补丁，这将有助于使这样的代码更不容易出错（Bug 83860），尽管将auto与表达式模板结合起来仍然很脆弱

如果您不使用auto，即

，则代码可以正常工作

std::valarray<double> y = (a+b)/2;

这里表达模板在临时表超出范围之前进行评估，因此没有悬空引用。

这个特殊的例子可以用于＆＃34;工作＆＃34;通过编译-fstack-reuse=none来禁用重用临时对象使用的堆栈空间的优化。这意味着悬挂引用仍可用于在终身结束后访问临时对象。这只是一个创可贴，而不是一个真正的解决方案。真正的解决方案是不要混合表达式模板和auto。

具有算术运算的valarray返回类型

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