std::sort 导致 operator< 中的分段错误

Question

我正在尝试对std::vector3D 整数向量 ( IntVec)的列表 ( )进行排序。不知怎的，std::sort引起分段错误的operator<的IntVec。这是我的代码：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <fstream>

struct IntVec
{
public:
    long x;
    long y;
    long z; // Using ints does not cause the Segmentation Fault ?!

    friend bool operator<(const IntVec &lhs, const IntVec &rhs)
    {
        return (lhs.z < rhs.z) ||  // Segmentation Fault happens here
                    ((lhs.z == rhs.z) && (lhs.y < rhs.y))
                        || ((lhs.y == rhs.y) && (lhs.x < rhs.x));
    }
};

int main(void)
{
    std::vector<IntVec> vec;

    const int N = 2178;
    std::ifstream s("res.txt");
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        IntVec t;
        s >> t.x;
        s >> t.y;
        s >> t.z;
        vec.push_back(t);
    }

    // Using vec.begin() and vec.end() does not change anything
    std::sort(vec.data(), vec.data() + vec.size());
}

我可以为您提供数据集；但是，我首先想看看我的代码中是否有一些重大的概念错误或一些我没有看到的错误。我发现问题特定于该数据集。如果我省略了一个条目，则不会发生段错误。我认为这很奇怪，因为这样的错误应该更明显并且与内存管理有关。另请注意，将整数用于x,y和z不会导致任何问题。

这是代码的 Godbolt 版本。

这是一个相关的 SO 问题。但是，我认为我的代码没有导致此错误的相同缺陷。我认为我的排序关系是“严格<”。

Answer 1

您的操作员的逻辑被破坏（不满足严格的弱排序要求）。最后一个子句也需要一个lhs.z == rhs.z。否则，lhs.z可以，> rhs.z但您仍然会得到肯定的结果，从而导致排序不一致。

标准库算法让您有责任做到这一点，打破由此产生的假设很容易导致混乱（阅读：未定义的行为），例如分段错误。

想象一下实现中的一条评论，说“此时，我们知道它a小于b，所以我们不需要对”执行任何范围/边界检查b。当a意外地大不是b，缺乏边界检查可能会导致不好的内存访问的。然而，结果可能要微妙得多，并且会导致奇怪的错误，因此正确处理很重要。

您可能希望考虑使用更短、更不容易出错的方法来实现此排序：

return std::tie(lhs.z, lhs.y, lhs.x) < std::tie(rhs.z, rhs.y, rhs.x);

使用operator<一个元组（这是std::tie给你）自动（和正确的！）为您执行字典击穿。

在 cppreference 页面std::tie上实际上有一个很好的例子，表明这是一件很常见的事情。