带有std字符串参数的模板类在使用本地数组作为存储时给出分段错误

Question

这里是程序

using namespace std;

template <typename T>
class Test
{
public:
   struct Node{
      T data;
      Node *next;
   };

   void setData(T data)
   {
      head = reinterpret_cast<Node*>(storage);
      head->data = data;
   }
private:
   unsigned char storage[2048];
   Node* head;
};

int main()
{
   Test<std::string> test;
   test.setData("Hello");
   return 0;
}

上面的程序可以编译，并且当参数为int类型时也可以正常工作。但是当我将参数设置为std :: string时，它崩溃了-head-> data = data;

是我必须明确处理std :: string的事情。

提前感谢。

Answer 1

您对未初始化的内存进行操作。尤其是您尝试实现自己的内存管理，这将在99％的实现中失败。

您可以在创建的类中简单地使用new和delete，而不再担心内存。

#include <string>

template <typename T>
struct Node {
    T data;
    Node *next;
};

template <typename T>
class Test
{
public:
    Test() {
        head = new Node<T>();
    }

    ~Test() {
        delete head; head = nullptr;
    }

    void setData(T data) {
        if (head = nullptr) {
            head->data = data;
        }
    }
private:
    Node<T>* head = nullptr;
};

int main() {
    Test<std::string> test_string;
    Test<int> test_int;
    test_string.setData("Hello");
    test_int.setData(1);
    return 0;
}

重要注意事项：

• 在Test的构造函数中，将分配内存
• 对于每个new，必须有一个delete。所以请注意析构函数
• 对于良好的防御性实现，请始终检查指针是否为nullptr
• 并且为获得更好的代码风格，请不要使用using namespace std;。如果这样做，您会open很大的名称空间，该名称空间可能会与您的某些类名或函数名冲突。此错误几乎找不到。

免责声明：这适用于MSVC2017。

Bonus

对于更现代的c++，可以使用std::unique_ptr。

#include <string>
#include <memory>

template <typename T>
struct Node {
    T data;
    Node *next;
};

template <typename T>
class Test
{
public:

    void setData(T data)
    {
        if (head = nullptr)
        {
            head->data = data;
        }
    }
private:
    std::unique_ptr<Node<T>> head = std::make_unique<Node<T>>();
};

int main()
{
    Test<std::string> test_string;
    Test<int> test_int;
    test_string.setData("Hello");
    test_int.setData(1);
    return 0;
}

Answer 2

您告诉编译器将数组storage视为Node结构。但是storage中的数据未进行任何初始化，其内容为indeterminate，并且以任何方式使用它会导致undefined behavior。

更具体地说，“结构”的成员未构造或初始化，因此尝试将成员data用于任何复杂的事情（如您的情况）很可能导致崩溃。

简单的解决方案是使用placement new

head = new (storage) Node;

请注意，在放置new后您不能delete该对象，您需要显式调用析构函数

head->~Node();