Valgrind是否有问题，还是这确实是std map迭代器内存泄漏？

Question

我对Valgrind和内存泄漏分析工具还很陌生。但我必须说，当你开始使用它们时，会感到有些害怕，因为你不停地想着自己有多少未解决的泄漏问题！

言归正传，由于我不是一名经验丰富的C++程序员，我想确认一下，这确实是内存泄漏，还是Valgrind出现了误报？

typedef std::vector<int> Vector;
typedef std::vector<Vector> VectorVector;
typedef std::map<std::string, Vector*> MapVector;
typedef std::pair<std::string, Vector*> PairVector;
typedef std::map<std::string, Vector*>::iterator IteratorVector;

VectorVector vv;
MapVector m1;
MapVector m2;

vv.push_back(Vector());
m1.insert(PairVector("one", &vv.back()));

vv.push_back(Vector());
m2.insert(PairVector("two", &vv.back()));

IteratorVector i = m1.find("one");
i->second->push_back(10);
m2.insert(PairVector("one", i->second));

m2.clear();
m1.clear();
vv.clear();

为什么会这样？难道清空命令不应该调用每个对象和向量的析构函数吗？

现在经过一些测试，我找到了不同的解决方案来解决泄漏问题：

1）删除：

i->second->push_back(10);

2) 添加:

delete i->second;

3）删除第二个

vv.push_back(Vector());
m2.insert(PairVector("two", &vv.back()));

使用解决方案2会使Valgrind打印：10个分配，11个释放。这样可以吗？

既然我没有使用new，为什么要删除呢？

感谢任何帮助！

- Alberto Toglia

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不要使用块引用格式化代码，使用101010图标（或Ctrl+K）。 - Marcelo Cantos

您对typedef的使用使得代码对我来说变得难以理解。 - anon

@Marcelo：我认为代码现在很好了。 @Neil，我认为现在它相当易懂，唯一复杂的部分是我有一个向量的向量，和一个指向简单向量的映射... - Alberto Toglia

@Alberto Toglia：为什么用社区百科？ - Gorpik

@Gorpik，因为问题已经被编辑超过5次。它会自动变成CW（社区维基）。 - Michael Kristofik

@Kristo：谢谢。在我提问后，我看到了大量的编辑。我想我们都试图同时进行相同的编辑，因为原始格式很糟糕。 - Gorpik

Answer 1

基本上，这行代码导致了问题：

i->second->push_back(10);

这是因为当你执行以下操作时，i->second可能已经变得无效了：

vv.push_back(Vector());

第二次。

不需要调用clear。当vv对象超出范围时，它将正确销毁所有对象。而且所有映射都不拥有任何向量，因此它们的析构函数不会影响它们指向的向量。因此，您不需要使用clear。

如果您想保持相同的解决方案，请为您的vv对象创建一个向量列表。然后插入列表不会影响已存在的成员，您的映射将正常工作。

std::list<Vector> vv;  // insertion into this will not invalidate any other members.
                       // Thus any pointers to members you have will not become invalidated.

个人认为您在过度复杂化事情。
我认为您可以通过大幅简化来实现相同的结果。
如果向量没有被多个地图元素引用，则将该向量放入地图中即可。

std::map<std::string, std::vector<int> >    m1;

m1["one"].push_back(10);
m1["two"].push_back(20);

- Martin York

Answer 2

这里存在未定义的行为：

m1.insert(PairVector("one", &vv.back()));

vv.push_back(Vector());

插入无效的迭代器和指向向量的引用，这意味着您在映射中存储的指针基本上在插入后指向某个黑洞。

这会让Valgring打印：10个分配，11个释放。这样可以吗？

这很奇怪，它不会打印有关双重释放的内容吗？

对于解决方案，我建议使用与vector不同的容器（例如list或deque，其变异函数使迭代器无效，但不会使引用无效）。或者，您可以将指向向量中数据的指针（最好是智能指针，但也可以是普通指针）存储在映射中，以便实际数据的地址是稳定的。

- jpalecek

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它确实说了一些关于无效删除的事情，尽管我不知道如何摆脱调试调用，所以我只能看到错误。从现在开始，我将使用Valgrind，因此我希望在接下来的几天里变得更加熟悉它... - Alberto Toglia

在你引用的那些行中，它还不是未定义的行为。只要你不对其进行解引用，拥有一个无效指针是完全合法的。只有在 i->second->push_back(10) 这一行上，实际解引用了向量指针，才会变成未定义的行为。 - jalf

Answer 3

在这里，您正在使用一些危险的向量操作。您保存了可能在程序执行期间无效的向量指针。

std::vector<> ::push_back()如果已满，则可能使任何对std::vector<> 的迭代器或引用无效。由于std::vector<>保证其内容将被存储连续（因此可以将其用作数组），当它需要更多内存时，它必须将自身复制到不同的存储块中，原始块将无效。

这意味着您代码中所有对push_back()的调用（除第一个外）都会导致未定义的行为，因此可能发生任何事情。

- Gorpik

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@Gorpik，感谢你的建议。但是告诉我一些东西，我使用映射和向量的原因是，通过向量，我可以保证我的对象在内存中排列得很好，而映射则用于查找具有特定名称的对象。显然，这不是为int类型而设计的，而是为大型游戏对象...如果我小心处理停滞指针，这对你有意义吗？ - Alberto Toglia

等一下，我现在明白了，向量可以在执行时将我的对象内存移动到不同的位置，而且还有其他的东西，这样会使我的地图变得无用。所以我觉得最好还是使用一个简单的数组来解决这个问题。 - Alberto Toglia

@Alberto Toglia：不完全是这样。如果你确定向量的大小，可以在构造时指定它，它就永远不会移动。如果你不确定，那么数组将会越界而不是增长，你将会遇到核心上的繁琐问题。 - Gorpik

只有在调整向量大小时（使用数组无法完成此操作），向量才会移动其对象。如果将向量视为数组（即保持相同的大小），则可以正常工作，不会移动任何内容。您可以调用 reserve() 函数来指定向量应预先分配多少空间。然后，您可以插入这么多对象，并且不会存在必须重新分配和移动对象的风险。但实际上，问题是向量和指针的组合。存储在向量中的对象的指针是危险的（至少如果调整了向量的大小）。 - jalf

@Gorpik，是的，我知道我的数组不会增长。但这似乎是一个常见的问题，我的对象内存对齐是必须的，并且拥有映射以获取这些对象指针也是必须的。如何始终更新它们？我知道有一种叫做句柄的东西，但我还没有看到类似于这个的好例子。 - Alberto Toglia

@Alberto Toglia：只需使用向量，但在构造函数中指定它们的大小（例如Vector(100)，而不是仅使用Vector()）。然后您可以确保您的向量不会移动。 - Gorpik