通过函数的引用返回 Eigen::VectorXd

Question

我想从函数返回 Eigen::Vector 并想知道正确的方法是什么。就像是

Eigen::VectorXd& getMesh(int N) {
    Eigen::VectorXd mesh(N + 1);  // nb. of nodes
    // Nodes are equally spaced
    for (int i = 0; i < N + 1; i++) {
        mesh[i] = i * (1.0 / N);
    }

    return mesh;
}

int main() {
    // Mesh with 100 cells
    Eigen::VectorXd mesh = getMesh(100);

    return 0;
}

当然，现在我们可能会遇到问题，因为用于在 getMesh() 中创建网格向量的内存可能不会动态分配，即当我们从函数返回时，out 引用“指向”已删除的内存。

我可以在 main 函数内分配内存，然后将其传递给 getMesh 函数，但这可以吗？我还有哪些其他的可能性？

Answer 1

您不得返回对函数的局部变量的引用。这称为悬空引用。请注意，当您执行此操作时，您的编译器应该向您发出警告：例如 Visual Studio。

warning C4172: returning address of local variable or temporary: mesh

当前函数的问题getMesh()是局部变量mesh在函数执行时在堆栈上分配。然后，您在 中返回对它的引用main，但是当函数退出时，分配的堆栈内存mesh将被释放getMesh()。这意味着它很可能会被程序中的后续数据覆盖。

请注意，即使内存用于存储矢量中存储的坐标，也会发生此问题。您的变量是具有多个成员变量的mesh类 () 的实例。VectorXd其中之一是向量的大小，另一个是指向向量数据动态分配存储的指针。

VectorXd这是定义的示例

class FakeVectorXd {
    int current_size;
    int max_size;
    double* data;
};

创建时mesh，成员变量current_size、max_size和data是在堆栈上本地分配的。然后，在向量的构造函数中，data将值设置为指向动态分配的内存区域来存储向量的坐标。当您从 、 和 内存中返回时，堆栈getMesh()位置现在被标记为可用，并且它们将被覆盖。current_sizemax_sizedata

你能做的就是简单地VectorXd按值返回。这完全没问题：

Eigen::VectorXd getMesh(int N) {
    Eigen::VectorXd mesh(N + 1);
    for (int i = 0; i < N + 1; i++) {
        mesh[i] = i * (1.0 / N);
    }
    return mesh;
}