C++从push_back到静态向量的去分配

Question

在下面的代码中，我尝试实现一个缓存的单例模式(每个乘法(N)只存在一次)。

  vector<Multiplication>& Multiplication::cacheVector() {
    static vector<Multiplication> cache({Multiplication(0)});

    return cache;
  }

  const Multiplication& Multiplication::getInstance(unsigned int order) {

    while (order >= cacheVector().size()) {
      cacheVector().push_back(Multiplication(cacheVector().size()));      
    }

    return cacheVector()[order];      
  }

问题是:当我尝试使用缓存的乘法实例时，我会得到一个分段错误。瓦兰德告诉我，我调用无效的读取，因为数据在getInstance函数中是免费的：

==5471==    by 0x4C2054D: std::_Vector_base<tnp::Multiplication, std::allocator<tnp::Multiplication> >::_M_deallocate(tnp::Multiplication*, unsigned long) (stl_vector.h:174)
==5471==    by 0x4C2029D: _ZNSt6vectorIN3tnp14MultiplicationESaIS1_EE19_M_emplace_back_auxIJS1_EEEvDpOT_ (stl_vector.h:430)
==5471==    by 0x4C1FFDF: _ZNSt6vectorIN3tnp14MultiplicationESaIS1_EE12emplace_backIJS1_EEEvDpOT_ (vector.tcc:101)
==5471==    by 0x4C1EE9F: std::vector<tnp::Multiplication, std::allocator<tnp::Multiplication> >::push_back(tnp::Multiplication&&) (stl_vector.h:920)
==5471==    by 0x4C1DF52: tnp::Multiplication::getInstance(unsigned int) (multiplication.cpp:83)

乘法没有自己的复制构造函数，这些字段：

  class Multiplication { 

    const unsigned int order;
    const vector<Product> valueSum;
    const vector<Product> partialDerSum;
    const vector<Multiplication>& instances;

(在实例中，除了order==0之外，缓存向量的反向引用)，取消分配可能发生在valueSum和partialDerSum向量上。

那么，为什么C++要对我的新乘法实例进行重新分配呢？它不应该把它复制到向量中吗？我想避免任何显式的堆分配，因为指针间接会在以后的路上造成一些性能上的损失。

Answer 1

你还没有指出导致分段故障的确切线路，所以我只是粗略地猜测：

您可能在某个地方存储了对乘法实例的引用，然后在向量中添加了新项，从而导致向向量重新分配它的内部内存，因此您的引用点指向了已分配的内存

Answer 2

对于它崩溃的原因，不是一个真正的答案，而是对这些问题的解释：

那么，为什么C++要对我的新乘法实例进行重新分配呢？它不应该把它复制到向量中吗？

事实上，它确实复制或移动。

让我们稍微描述一下这一行：

cacheVector().push_back(Multiplication(cacheVector().size()));  

Multiplication(cacheVector().size())被分配到某个地方，但是cacheVector的内存不在同一个位置，因此向量复制或移动(这里肯定是移动)从Multiplication中创建cacheVector实例时的数据。

可以帮助您理解这一点的下面是一个小例子。

您可以看到对“普通”构造函数的调用，然后是对move构造函数的调用。然后，编译必须删除移动到向量的实例，因此它确实调用了与"normal“构造函数一起分配的实例上的析构函数。