包含引用或指针的对象向量

Question

我将一些对象存储在向量中.当我调用这样一个使用引用的对象的成员函数时,程序终止(没有错误).我写了下面的代码做了一些测试.它在添加元素之后接缝,第一个条目中的引用失败.为什么这样做,我该怎么做才能避免这个问题呢？当我使用指针而不是引用时,它的行为完全相同.

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class A{
public:
    A(int i) : var(i), ref(var) {}
    int get_var() {return var;}
    int get_ref() {return ref;}
private:
    int var;
    int& ref;
};

int main ()
{
    vector<A> v;
    for(unsigned int i=0;i<=2 ;i++){
        v.emplace_back(i+5);
        cout<<"entry "<<i<<":"<<endl;
        cout<<"  var="<<v.at(i).get_var()<<endl;
        cout<<"  ref="<<v.at(i).get_ref()<<endl;
    }
    cout<<endl;

    for(unsigned int i=0;i<=2 ;i++){
        cout<<"entry "<<i<<":"<<endl;
        cout<<"  var="<<v.at(i).get_var()<<endl;
        cout<<"  ref="<<v.at(i).get_ref()<<endl;
    }
    return 0;
} 

输出是:

entry 0:
  var=5
  ref=5
entry 1:
  var=6
  ref=6
entry 2:
  var=7
  ref=7

entry 0:
  var=5
  ref=0          /////////////here it happens!
entry 1:
  var=6
  ref=6
entry 2:
  var=7
  ref=7
v has 3 entries

Answer 1

这是因为你对emplace_back的调用导致向量调整大小.为了做到这一点,向量可能必须或可能不必将整个向量移动到存储器中的不同位置.您的"ref"仍然引用旧的内存位置.

这实际上是否发生在某种程度上依赖于实现; 编译器可以自由地为向量保留额外的内存,这样他们就不必在每次向后面添加内容时重新分配.

它在emplace_back的标准文档中提到:

迭代器有效性

如果发生重新分配,则与此容器相关的所有迭代器,指针和引用都将失效.否则,只有结束迭代器失效,并且所有其他迭代器,指针和对元素的引用都保证在调用之前引用它们所引用的相同元素.

为了避免这个问题,您可以(如评论中的JAB建议)动态创建引用,而不是将其存储为成员变量:

int& get_ref() {return var;}

...虽然我宁愿使用智能指针而不是这种东西.

或者,正如RnMss建议的那样,实现复制构造函数,以便每当向量复制对象时它都引用新位置:

A(A const& other) : ref(var) {
    *this = other;
}