使用非聚合成员转换结构

Question

当我尝试重新解释包含向量的结构时，我收到分段错误 (SIGSEGV)。以下代码本身没有意义，但显示了一个最小的工作（失败）示例。

// compiler: g++ -std=c++17
struct Table
{
     std::vector<int> ids;
};

std::vector<std::byte> storage;

// put that table into the storage
Table table = {.ids = {3, 5}};
auto convert = [](Table x){ return reinterpret_cast<std::byte*>(&x); };
std::byte* bytes = convert(table);
storage.insert(storage.end(), bytes, bytes + sizeof(Table));

// ...

// get that table back from the storage
Table& tableau = *reinterpret_cast<Table*>(&storage.front());
assert(tableau.ids[0] == 3);
assert(tableau.ids[1] == 5);

如果我内联转换函数，代码可以正常工作，所以我的猜测是一些底层内存被删除。Convert 函数创建表的本地副本，并在离开该函数后，调用本地副本的 ids 向量的析构函数。重铸仅返回向量，但 id 已被删除。

这是我的问题：

1. 为什么会出现分段错误？（我的猜测正确吗？）
2. 我该如何解决这个问题？

先谢谢了

Answer 1

我在所显示的代码中看到至少三个未定义行为的原因，这致命地破坏了所显示的代码试图执行的操作。以下一种或多种原因的组合导致了您观察到的崩溃。

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struct Table\n{\n     std::vector<int> ids;\n};\n

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第一个原因是这不是一个可简单复制的对象，因此任何尝试逐字节复制它（如所示代码尝试执行的操作）都会导致未定义的行为。

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storage.insert(storage.end(), bytes, bytes + sizeof(Table));\n

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第二个原因是它sizeof()是一个编译时间常数。你可能不知道sizeof这个Table对象的 总是相同的，无论其向量是否为空或包含 \xcf\x80 的前十亿位数字。因此，由于这个根本原因，以这种方式将整个对象复制到字节缓冲区的尝试失败了。

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auto convert = [](Table x){ return reinterpret_cast<std::byte*>(&x); };\n

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第三个原因是，出于所有实际目的，该 lambda 在其参数方面与任何其他函数相同：x一旦该函数返回，其参数就会超出范围并被销毁。

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当函数接收参数时，该参数就像函数中的本地对象一样，并且是调用者传递给它的任何内容的副本，并且与函数中的所有其他本地对象一样，它在函数返回时被销毁。该函数最终返回一个指向已销毁对象的指针，并且该指针的后续使用也成为未定义的行为。

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总之，不幸的是，所显示的代码试图做的事情违背了 C++ 的多个核心基础原理，并且由于这些原因之一或某些原因的组合而导致崩溃；C++ 根本不以这种方式工作。

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如果我内联转换函数，代码可以正常工作

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如果通过反复试验，您想出了一些编译器选项的组合或外观调整，可以避免崩溃，出于某种神奇的原因，它不会解决任何潜在的问题，并且在稍后的某个时候无论如何，你都会崩溃，或者代码将无法正常工作。有保证。

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我该如何解决这个问题？

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解决此问题的唯一方法是，不要执行任何此操作。您还表示您想要做的只是“将不同类型的多个向量存储在同一个容器中”。这恰好是std::variant可以轻松、安全地处理的问题，因此您需要对此进行研究。

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