Question

我在编译器相关问题中遇到以下代码（存储在crtp.cc中）：

#include <vector>
#include <cassert>
#include <iostream>

template < class Derived >
class AlgebraicVectorExpression {
public:
  typedef std::vector<double>::size_type  SizeType;
  typedef std::vector<double>::value_type ValueType;
  typedef std::vector<double>::reference  ReferenceType;

  SizeType size() const {
    return static_cast<const Derived&>(*this).size();
  }

  ValueType operator[](SizeType ii) const {
    return static_cast<const Derived&>(*this)[ii];
  }

  operator Derived&() {
    return static_cast<Derived&>(*this);
  }

  operator const Derived&() const {
    return static_cast< const Derived& >(*this);
  }
};

template< class T1, class T2>
class AlgebraicVectorSum : public AlgebraicVectorExpression< AlgebraicVectorSum<T1,T2> > {
  const T1 & a_;
  const T2 & b_;

  typedef typename AlgebraicVectorExpression< AlgebraicVectorSum<T1,T2> >::SizeType  SizeType;
  typedef typename AlgebraicVectorExpression< AlgebraicVectorSum<T1,T2> >::ValueType ValueType;
public:

  AlgebraicVectorSum(const AlgebraicVectorExpression<T1>& a, const AlgebraicVectorExpression<T1>& b) :
    a_(a), b_(b)  {
    assert(a_.size() == b_.size());
  }

  SizeType size() const {
    return a_.size();
  }

  ValueType operator[](SizeType ii) const {
    return (a_[ii] + b_[ii]);
  }

};

template< class T1, class T2>
const AlgebraicVectorSum<T1,T2>
operator+(const AlgebraicVectorExpression<T1>& a, const AlgebraicVectorExpression<T2>& b) {
  return AlgebraicVectorSum<T1,T2>(a,b);
}

class AlgebraicVector : public AlgebraicVectorExpression<AlgebraicVector>{
  std::vector<double> data_;

public:
  SizeType size() const {
    return data_.size();
  }

  ValueType operator[](SizeType ii) const {
    return data_[ii];
  }

  ValueType& operator[](SizeType ii) {
    return data_[ii];
  }

  AlgebraicVector(SizeType n) : data_(n,0.0) {
  };

  template< class T>
  AlgebraicVector(const AlgebraicVectorExpression<T>& vec) {
    const T& v = vec;
    data_.resize(v.size());
    for( SizeType idx = 0; idx != v.size(); ++idx) {
      data_[idx] = v[idx];
    }
  }
};

int main() {

  AlgebraicVector x(10);
  AlgebraicVector y(10);
  for (int ii = 0; ii != 10; ++ii)
    x[ii] = y[ii] = ii;    

  AlgebraicVector z(10);
  z = x + y;

  for(int ii = 0; ii != 10; ++ii)
    std::cout << z[ii] << std::endl;
  return 0;
}

事实上当我用：

编译它时

$ g++ --version
g++ (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5) 4.4.3
Copyright (C) 2009 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

$ g++ -O0 -g crtp.cc

我获得：

$ ./a.out 
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18

这是预期的行为。当我使用icpc时：

$ icpc --version
icpc (ICC) 12.1.0 20110811
Copyright (C) 1985-2011 Intel Corporation.  All rights reserved.    
$ icpc -g -O0 crtp.cc

我取而代之的是Segmentation fault。运行

valgrind --tool=memcheck ./a.out

指向来源的第29行

AlgebraicVectorExpression<AlgebraicVector>::operator AlgebraicVector const&() const (crtp.cc:29)

由于我对C ++很陌生并且我花了很长时间搜索没有任何结果的错误，我想问一个更有经验的人的意见，以了解这个问题是否是由于我引入的一些错误（因为我期待）或编译器错误。

修改：在Mike Seymour的回答之后，我改变了现在的代码。现在我没有得到编译器警告，但我仍然得到与以前相同的行为（使用相同的valgrind响应）。有没有人试图与英特尔一起编译？

修改：我试图在维基百科的Expression Templates页面中编译代码。我获得了与我提供的示例完全相同的行为。

修改：我已经进一步研究了这个问题，似乎用英特尔icpc编译运算符

operator const Derived&() const {
    return static_cast< const Derived& >(*this);
  }

以递归方式调用自身。我找到的一个解决方法是用一个方法替换此运算符：

const Derived& get_ref() const {
    return static_cast< const Derived& >(*this);
  }

并相应地修改各个类的构造函数。任何人都能说出这两种行为中的哪一种可能指向解释它的标准？

Answer 1

您应始终启用编译器警告;他们经常会发现微妙的问题。在这种情况下：

g++ -Wall -Wextra test.cpp
test.cpp: In member function ‘const typename AlgebraicVectorExpression<AlgebraicVectorSum<T1, T2> >::ValueType& AlgebraicVectorSum<T1, T2>::operator[](typename AlgebraicVectorExpression<AlgebraicVectorSum<T1, T2> >::SizeType) const [with T1 = AlgebraicVector, T2 = AlgebraicVector]’:
test.cpp:90:   instantiated from ‘AlgebraicVector::AlgebraicVector(const AlgebraicVectorExpression<T1>&) [with T = AlgebraicVectorSum<AlgebraicVector, AlgebraicVector>]’
test.cpp:103:   instantiated from here
test.cpp:52: warning: returning reference to temporary

这告诉你问题：

const ValueType& operator[](SizeType ii) const {
    return (a_[ii] + b_[ii]);
}

表达式的结果是临时的，在该行的末尾被销毁，因此该函数返回对不存在的对象的悬空引用。此运算符必须按值返回，并且您不应实现非const重载，因为没有值可以修改。

CRTP：表达式模板的编译器相关问题

1 个答案: