通过 std::ref 将shared_ptr传递给 std::bind 将剥离它的多态性

pass shared_ptr to std::bind through std::ref will strip it's polymorphism

提问人:Komgcn 提问时间:9/15/2023 更新时间:9/15/2023 访问量:91

问:

当我尝试将基类“this”指针dynamic_cast到派生类指针时,我的程序因 SIGSEGV 而崩溃。我想知道它是否与 std::bind 和 std::ref 有关。下面是我的示例代码,它可能会产生问题。

// header h.hpp

#include <functional>
#include <iostream>
#include <map>
#include <memory>
#include <vector>

using namespace std;

template <typename T> 
class Derived;

class Base {
public:
  virtual ~Base() {}

  template <typename T> 
  void foo(const T &t) {
    cout << "Base foo\n";
    auto derived = dynamic_cast<Derived<T> *>(this); // SIGSEGV crash!
    derived->foo(t);
  }

private:
};

template <typename T> 
class Derived : public Base {
public:
  void foo(const T &t) { cout << "Derived foo\n"; }

private:
};

class Outter {
public:
  void init();
  void run();

private:
  void run_foo(shared_ptr<Base> &base);

  class Inner {
  public:
    void run() {
      for (const auto &f : foos_) {
        f();
      }
    }

    void set_foo(function<void()> f) { 
        foos_.push_back(f); 
    }

  private:
    static vector<function<void()>> foos_;
  };

  Inner inner_;
  vector<shared_ptr<Base>> bases_;
};
// source main.cpp

#include "h.hpp"

vector<function<void()>> Outter::Inner::foos_;

void Outter::init() {
  shared_ptr<Base> base = make_shared<Derived<int>>();
  bases_.push_back(base);
  
//   inner_.set_foo(bind(&Outter::run_foo, this, base)); // no ref version
  inner_.set_foo(bind(&Outter::run_foo, this, ref(base))); // ref verison
}

void Outter::run() { inner_.run(); }

void Outter::run_foo(shared_ptr<Base> &base) {
  int t = 123;
  base->foo(t);
}

int main() {
  Outter outter;
  outter.init();
  outter.run();
  return 0;
}

如果我注释掉了 ref 版本并使用“no-ref”版本,程序运行良好并且不会中断。似乎 std::ref 函数正在切断 Base shared_ptr的多态性,为什么会这样?

C++ 模板 绑定 ref 动态转换

评论

9赞 Miles Budnek 9/15/2023
base在 的末尾超出范围,因此绑定对象对其持有的引用将悬空。如果您真的需要参考,请使用,但我认为在这种情况下没有理由使用参考。initref(bases_.back())
2赞 Alan Birtles 9/15/2023
对 a 的引用没有多大意义,只是按值传递shared_ptr
0赞 Marek R 9/15/2023
stackoverflow.com/q/1452721/1387438 youtu.be/4NYC-VU-svE
1赞 Eljay 9/15/2023
如果可以升级到 C++11 或更高版本,则可以使用 lambda 而不是 .bind
1赞 Jesper Juhl 9/15/2023
“我的程序被 SIGSEGV 崩溃了” - 很明显,您尝试访问分配给程序的地址空间之外的一些内存(这就是分段错误的含义)。

答:

3赞 pptaszni 9/15/2023 #1

与多态性无关,你只是超出了范围。shared_ptrshared_ptr<Base> base

请看这个例子:

void foo(std::shared_ptr<int>& ptr)
{
    std::cout << *ptr << std::endl;
}

int main()
{
    std::function<void()> f;
    std::shared_ptr<int> backup;
    {
        std::shared_ptr<int> ptr{new int{7}};
        backup = ptr;
        f = std::bind(foo, std::ref(ptr));
        // f = std::bind(foo, ptr);
    }
    f();
    return 0;
}

如果使用 ,调用将具有未定义的行为,因为超出范围并具有悬空引用,而不管它管理的整数是否仍与仍在作用域中的另一个shared_ptr共享。std::reff();ptrfoo

使用 ADDR Sanitizer 的示例

评论

0赞 Komgcn 9/18/2023
感谢您的回复。确实,我在想什么......哈哈XD
3赞 Marek R 9/15/2023 #2

您有基本的悬空引用未定义行为。

这里:

void Outter::init() {
  shared_ptr<Base> base = make_shared<Derived<int>>();
  bases_.push_back(base);
  
//   inner_.set_foo(bind(&Outter::run_foo, this, base)); // no ref version
  inner_.set_foo(bind(&Outter::run_foo, this, ref(base))); // ref verison
}

当此函数结束时,局部变量的生存期结束。 这意味着包含并使用对生存期结束的对象的引用。basefoos_std::function

主要问题是:

void Outter::run_foo(shared_ptr<Base> &base) 

为什么这里需要引用智能指针?
此函数不会对其参数进行任何类型的所有权转移,因此应该使用适当的 API,原始指针或引用(取决于您的编码约定):
BaseBase

void Outter::run_foo(Base* base)

之后,有两种方法可以修复它:

  • 如果可以保证 所指向对象的生存期,则可以只使用 原始指针:base
inner_.set_foo(bind(&Outter::run_foo, this, base.get()));
  • 放弃使用并使用 lambda:std::bind
inner_.set_foo([this, base]() { run_foo(base.get()); });

评论

0赞 Komgcn 9/18/2023
感谢您的回复。是的,我肯定有一个指针悬空的问题。关于为什么代码看起来像这样,它是其他工作组中的代码,我想我会在解决我的问题之外留下它们