如果一个 std::vector 元素使用 delete this; 来“自杀”，会发生什么？

Question

假设有一个 Item 向量。

vector<Item*> items; //{item1, item2, item3}

然后，在代码的其他部分，

items[1]->suicide();

其中 suicide 函数如下：

void Item::suicide()
{
   delete this;
}

什么是 items 向量的大小以及它现在的排列方式？这样做是否可以？

编辑（我可以问一个额外的问题吗？）：如果所需输出的排列方式为 {item1，item3}，大小为 2，并且没有悬空指针，如何以自毁方式完成（从 item2 本身）？

编辑2：感谢所有的答案！太棒了。因此，我最终决定并找到了从对象外部完成它的方法，因为这是一种不好的实践，也是不必要的复杂。

- rismanrp

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请查看带有标签[self-destruction]的相关问题：http://stackoverflow.com/questions/tagged/self-destruction%20c%2b%2b?sort=votes&pagesize=50 - Daniel Daranas

你能做的最好的事情就是重新思考你的问题。你真的需要自杀型对象吗？你能重构它，使得对象告诉调用者它是否需要被销毁，然后由调用者从向量中删除/移除吗？ - David Rodríguez - dribeas

Answer 1

项目向量大小是什么，现在它的排列方式是什么？相同。函数调用根本不会改变向量内容或大小。它只是释放指针所指向的内存。

这样做可以吗？更精确地说：这是合法的C ++吗？是的。编程风格好吗？不。让我详细说明：

- 应该有关注点分离：谁负责内存管理？容器还是类Item的用户或类Item本身？ - 通常应该由容器或用户来处理，因为他知道发生了什么。 - 做到这一点的方法是什么？现代和安全的C ++代码中的内存管理主要使用智能指针（如std :: shared_ptr和std :: unique_ptr）以及容器（如std :: vector和std :: map）进行。 - 如果类Item是值类型（这意味着您可以简单地复制它，并且它没有虚函数的多态行为），则只需在代码中使用std :: vector 即可。当从容器中删除元素时，析构函数将自动调用。容器为您完成。 - 如果类Item具有多态行为并且可以用作基类，则使用std :: vector >或std :: vector >，并优先选择std :: unique_ptr解决方案，因为它增加的开销较少。只要您停止引用对象，它就会被智能指针的析构函数自动删除。您（几乎）不需要再担心内存泄漏。 - 您可以产生内存泄漏的唯一方法是具有相互引用的std :: shared_ptrs的对象。使用std :: unique_ptrs可以防止这种麻烦。另一个出路是std :: weak_ptrs。 - 底线：不要提供函数suicide()。而是将责任完全交给调用代码。使用标准库容器和智能指针来管理内存。

编辑：关于您编辑中的问题。只需编写

items.erase( items.begin() + 1 );

这适用于所有类型：std::vector 的值或指针。你可以在这里找到std::vector和C++ Standard library的良好文档。 这里。

- Ralph Tandetzky

Answer 2

自杀成员不改变向量。因此，向量包含一个无效指针元素，形式上你不能用无效指针做太多事情，即使是复制或比较都是未定义的行为。因此，任何访问它的东西，包括向量调整大小，都是未定义行为。

虽然任何访问形式上都是未定义行为，但只要不引用指针，你的实现很有可能不会表现出奇怪的行为-这样做的原因是在某些机器上，将无效指针加载到寄存器中可能会陷入，虽然x86是其中之一，但我不知道有哪些广泛使用的操作系统以这种方式工作。

- AProgrammer

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访问悬空指针不是未定义行为；解引用一个才是。 - Oliver Charlesworth

@OliCharlesworth，我想要一个定义行为或至少留给实现的参考文献。（我从未找到过这样的文献，但我可能错过了，特别是如果它是在C++11中引入的；在x86上加载无效的段描述符肯定是一个陷阱，这种事情已经在Usenet上讨论UBness的众多场合提到过）。 - AProgrammer

将其加载到任意寄存器中？ - Oliver Charlesworth

但为什么它会被加载到段寄存器中？ - Oliver Charlesworth

为什么不呢？参数传递约定要求指针的段部分通过段寄存器传递是最明显的情况，很难避免。 - AProgrammer

Answer 3

你的suicide函数与Items向量无关，更不知道它的存在。因此从向量的角度来看：当你调用该函数时，没有任何变化，这是可以接受的。

- stijn

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从向量的角度来看，被删除的指针对象现在处于无效状态：它不再可分配。向量处于一种特殊的、几乎无效的状态。（但你仍然可以销毁它，并且你仍然可以将它放回到有效状态。） - curiousguy

“向量仍处于完全相同的状态。”不，向量已经损坏（但可修复），因为它现在包含无效对象。 “指针始终是可分配的。”不，指针无效；你只能给它分配一个有效值。 “但是对我的答案进行负评是太过分了。”我不同意你的答案。 “因为它不包含任何错误陈述。”我认为它确实有误。 - curiousguy

来自n3242：[basic.stc.dynamic.deallocation]/4“如果标准库中的解分配函数所给定的参数是一个非空指针值（4.10），则解分配函数应该释放由指针引用的存储，使得所有指向已释放存储的任何部分的指针都无效。使用无效指针值（包括将其传递给解分配函数）的影响是未定义的3。” - curiousguy

你是否也想证明向量允许复制其元素？（我希望不是； n3242一般容器要求非常混乱。） - curiousguy

这只证明了在调用items[1]->suicide();之后调用delete items[i]是未定义行为，而不是释放向量是未定义行为。或者复制包含无效指针的向量是未定义行为。或者该向量以某种方式处于损坏状态。 - stijn

Answer 4

指针会变得无效，这就是全部。你应该小心不要再次delete它。 vector<Item*> 不会自行删除元素。

- Violet Giraffe

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具体来说，它将删除指针存储的内存，但不会删除指针所指向的内存。 - Dan

@Dan：我相信你写反了：delete会释放指向的内存，但不会释放指针本身（即它将保留容器不变）。 - David Rodríguez - dribeas

也许我表达不够清晰，我的意思是在向量被销毁时会清除其元素（指针），但不会清除它们所指向的位置。 - Dan

Answer 5

哇，看起来你打错了。应该是vector<Item *> Items; 至于你的问题：

1. 向量Items的大小不变，这意味着它仍然有三个指向Item对象的指针。
2. 向量的内容未改变： 在执行Items[1]->suicide()之前，Items[0] = 0x000001，Items[1] = 0x000005，Items[2] = 0x000009 执行Items[1]->suicide()之后，Items[0] = 0x000001，Items[1] = 0x000005，Items[2] = 0x000009
3. 肯定没问题。

此外，当你在容量不足时将一些元素推入向量中时，向量会自动管理其内存，它将重新分配更大的空间，但是，当你弹出一些元素或删除一些元素时，它将永远不会将多余的内存返回给系统。

Items[1]->sucide() 的代码仅会将指针 Items[1] 指向的内存返回给系统，对指针本身不会产生影响，Items[1] 仍然保持原有的值，但指向了一个不安全的区域。

出乎意料的是，您已经创建了一种设计模式。假设您想设计一个类，只允许在堆上分配任何该类的对象，您可以编写以下代码：

class MustOnHeap
{
   private:
      ~MustOnHeap() { // ...}
   public:
      void suicide() { delete this;}

};

因此，该类不能有任何分配在堆栈上的实例，因为析构函数是私有的，编译器必须在对象超出其作用域时安排调用析构函数。 因此，您必须将它们分配到堆上，MustOnHeap* p = new MustOnHeap; 然后显式销毁它：p->suicide();

- Zhiwei Chen

Answer 6

向量不知道您在代码的其他位置正在做什么，因此它将保留对原始Item的悬空指针。

"这样做可以吗？"

在自杀项目后，您应该手动调整向量，以便不再保留该悬空指针。

- Johann Gerell

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除非您想直接将其替换为另一个项目，否则请不要更改它。 - stijn

@stijn：“Replace”很适合“调整”范畴内。 - Johann Gerell

要么彻底删除冒犯索引处的项目（如果极端性能是一个问题，则不建议对 std::vector 进行此操作，因为所有后续项目将被移动，本质上是通过复制可能很大的内存块），要么用有效项目替换它。请注意，空对象模式在这里可能很方便，但您自己的情况可能有所不同。@curiousguy - Johann Gerell

@JohannGerell 在你删除指针后，其值将变为无效。容器包含无效（但可析构）的元素。容器通常假定其元素是有效的。销毁容器应该没问题。"不知道你已经调用了delete" 这就是问题所在：容器仍然假定元素处于有效状态。 - curiousguy

@curiousguy：容器仍然假设元素处于有效状态 - 不，它不是这样假设的。你为什么会这么想呢？如果你在向量中的指针上第二次调用delete，那么这是你的一个bug。如果你在向量上下文之外的指针上调用delete，那么你必须确保向量项也被正确处理，如上所述。没有什么魔法可以发生，你必须自己照顾好它。 - Johann Gerell

Answer 7

如果是指针向量，那么这样做是可以的，因为向量不会调用Item的析构函数。但你必须知道哪些指针仍然有效。

如果你通过值将Items存储在向量中，则调用Item的析构函数是不可取的。当向量被销毁或清除时，它会再次调用item的析构函数，导致应用程序崩溃。

- Vasily Redkin