Question

我最近发现我的C ++程序中的大多数错误都是表格如下例所示：

#include <iostream>

class Z
{
 public:
 Z(int n) : n(n) {}
 int n;
};

class Y
{
 public:
 Y(const Z& z) : z(z) {}
 const Z& z;
};

class X
{
 public:
 X(const Y& y) : y(y) {}
 Y y;
};

class Big
{
 public:
 Big()
 {
   for (int i = 0; i < 1000; ++i) { a[i] = i + 1000; }
 }
 int a[1000];
};

X get_x() { return X(Y(Z(123))); }

int main()
{
 X x = get_x();
 Big b;
 std::cout << x.y.z.n << std::endl;
}

输出：1000

我希望这个程序输出123（x.y.z.n的值设置为 get_x（））但是“Big b”的创建会覆盖临时Z. 结果，现在引用对象Y中的临时Z. 用Big b覆盖，因此输出不是我想要的期望的。

当我用gcc 4.5和“-Wall”选项编译这个程序时，它没有发出警告。

修复显然是要删除成员Z中的引用 Y类。但是，Y类通常是我没有的库的一部分开发（最近的boost :: fusion），以及另外的情况比我给出的这个例子复杂得多。

这对gcc或任何其他软件有一些选择允许我最好在编译时检测这些问题，但是甚至运行时总比没有好？

谢谢，

克林顿

Answer 1

我几个月前在clang-dev邮件列表上提交了这样的案例，但当时没有人有时间处理它（不幸的是，我也没有）。

Argyrios Kyrtzidis目前正在研究它，这是他对此事的最新更新（格林尼治标准时间11月30日23:04）：

我恢复了之前的提交更好地解决 http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/cfe-commits/Week-of-Mon-20101129/036875.html。例如对

struct S {   int x; };

int &get_ref() {   S s;   S &s2 = s;   int &x2 = s2.x;   return x2; }

我们得到了

t3.cpp:9:10: warning: reference to stack memory associated with local variable 's' returned
  return x2;
         ^~
t3.cpp:8:8: note: binding reference variable 'x2' here
  int &x2 = s2.x;
       ^    ~~
t3.cpp:7:6: note: binding reference variable 's2' here
  S &s2 = s;
     ^    ~
1 warning generated.

之前的尝试未能通过自托管测试，所以我希望这次尝试能够通过。我很高兴Argyrios无论如何都在研究它：）

不可否认，这还不完美，因为这是一个非常复杂的问题（在某种程度上让我想起指针别名），但这仍然是朝着正确方向迈出的一大步。

你可以针对这个版本的Clang测试你的代码吗？我很确定Argyrios会欣赏反馈（无论是否被检测到）。

Answer 2

[编辑第三个子弹以演示可能有帮助的技术] 当语言允许通过值或引用以相同的调用者语法传递参数时，这就是您所遇到的兔子洞。您有以下选择：

将参数更改为非const引用。临时值与非const引用类型不匹配。
在有可能的情况下，完全删除引用。如果你的const引用没有表明调用者和被调用者之间的逻辑共享状态（如果他们确实不会经常发生这个问题），可能会插入它们以试图避免复杂类型的天真复制。现代编译器具有先进的复制椭圆优化功能，在大多数情况下，传递值与传递引用一样高效;请参阅http://cpp-next.com/archive/2009/08/want-speed-pass-by-value以获得一个很好的解释。如果您将值传递给可能修改临时值的外部库函数，则不会执行复制椭圆，但如果是这种情况，那么您要么不将它们作为const引用传递或故意丢弃const - 原始版本中的。这是我首选的解决方案，因为它让编译器担心复制优化，并让我担心代码中的其他错误源。
如果您的编译器支持右值引用，请使用它们。如果您至少可以编辑担心此问题的函数的参数类型，则可以像这样定义包装器元类：

模板＆lt; typename T＆gt; class need_ref {

T＆amp; T＆amp; REF _;

公共：

need_ref（T＆amp;＆amp; x）{/ * nothing * /}

need_ref（T＆amp; x）：ref_（x）{/ * nothing * /}

运营商T＆amp; （）{return ref_; }

};

然后替换T＆amp;类型的参数带有need_ref类型的参数。例如，如果您定义以下

class user {

int＆amp; z;

公共：

user（need_ref＆lt; int＆gt; arg）：z（arg）{/ * nothing * /}

};

然后你可以安全地初始化一个user类型的对象，代码形式为“int a = 1，b = 2; user ua（a）;”，但如果你试图初始化为“user sum（a + b））“或”用户五（5）“您的编译器应在need_ref（）构造函数的第一个版本内生成未初始化的引用错误。该技术显然不仅限于构造函数，也不会产生运行时开销。

Answer 3

这里的问题是代码

 Y(const Z& z) : z(z) {}

因为成员'z'通过对形式参数'z'的引用进行初始化。一旦构造函数返回引用，就引用一个不再有效的对象。

我不认为编译器会在很多情况下检测到这样的逻辑缺陷。然后修复IMO显然要注意这些类并以适合其设计的方式使用它们。这应该由图书馆供应商记录。

顺便说一下，如果可能的话，最好将成员'Y :: z'命名为'Y :: mz'。表达式'z（z）'不是很吸引人

如何在编译或运行时检测const引用临时问题？

3 个答案: