c++ - 返回引用时的 std::vector::emplace_back 错误 (C++17)

Question

现在，我已经尝试跟踪错误 10 多个小时，现在我开始认为错误不可能在我这边。但是，我有一种感觉，可能是我忘记了或误解了什么。

我有一个名为 temp_materials 的类型为 std::vector 的类成员，在构造函数中(当 temp_materials 仍然为空时)，这段代码运行:

    Material &stonewallbug = temp_materials.emplace_back(resource_lib.get_shader("DeferredGeometryShader"));
    stonewallbug.set_texture("texture_diffuse1", resource_lib.get_texture("StonewallDiffuse"));
    stonewallbug.set_texture("texture_specular1", resource_lib.get_texture("StonewallSpecular"));

    Material &containerbug = temp_materials.emplace_back(resource_lib.get_shader("DeferredGeometryShader"));
    containerbug.set_texture("texture_diffuse1", resource_lib.get_texture("ContainerDiffuse"));
    containerbug.set_texture("texture_specular1", resource_lib.get_texture("ContainerSpecular"));

    Material stonewall1 = temp_materials[0];
    Material container1 = temp_materials[1];

    Material stonewall2 = stonewallbug;
    Material container2 = containerbug;

如果在复制过程中没有出错，stonewall1 的内容应该等于 stonewall2，container1 到 container2 也应该相等，对吗？

但是，我随后将它们全部插入到一个简单的 vector 中，该 vector 的内容将在稍后呈现:

    // Using temp_materials[0]
    auto stonewall1node = SceneNode(stonewall1, resource_lib.get_mesh("Cube"));
    stonewall1node.set_transform(glm::translate(glm::mat4(1.0f), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f)));
    m_scene_list.push_back(stonewall1node);

    // Using temp_materials[1]
    auto container1node = SceneNode(container1, resource_lib.get_mesh("Cube"));
    container1node.set_transform(glm::translate(glm::mat4(1.0f), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f)));
    m_scene_list.push_back(container1node);

    // Using stonewallbug
    auto stonewall2node = SceneNode(stonewall2, resource_lib.get_mesh("Cube"));
    stonewall2node.set_transform(glm::translate(glm::mat4(1.0f), glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f)));
    m_scene_list.push_back(stonewall2node);

    // Using containerbug
    auto container2node = SceneNode(container2, resource_lib.get_mesh("Cube"));
    container2node.set_transform(glm::translate(glm::mat4(1.0f), glm::vec3(0.0f, 1.0f, 1.0f)));
    m_scene_list.push_back(container2node);

现在，我希望有 2 个“容器”立方体相互堆叠，2 个“石墙”立方体相互堆叠，但这是我得到的结果:

但是，如果我将行 Material stonewall2 = stonewallbug; 移动到创建 stonewallbug 和 containerbug 之间，我会得到我期望的结果。

注意到这一点，我做了一个非常非常简单的C++程序:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>


int main() {
    std::vector<std::string> strings;

    std::string& ref1 = strings.emplace_back("1");
    std::string& ref2 = strings.emplace_back("2");

    std::cout << "ref1: " << ref1 << std::endl;
    std::cout << "ref2: " << ref2 << std::endl;

    std::cout << "strings[0]: " << strings[0] << std::endl;
    std::cout << "strings[1]: " << strings[1] << std::endl;


    return 0;
}

运行时的结果是很多无意义的字符。但是，如果我在放置 ref2 之前输出 ref1，它会输出预期的结果。在 here它说 vector 的 emplace_back 应该返回对插入元素的引用，但对我来说它似乎并没有像它应该的那样工作。

我是不是误解了什么，或者这只是 g++ 7.1 中一个非常明显的错误？

编辑:我不敢相信我花了这么多时间在这么明显的事情上......:)

Answer 1

您必须小心容器元素的引用和迭代器。各种变异容器操作使引用和迭代器无效。细节因容器和操作而异，但对于 std::vector，所有插入操作(例如 push_back 和 emplace_back)，以及从末尾以外的任何地方删除，通常使引用和迭代器都无效(但请参阅下文了解避免这种情况的方法)。

因此，在下面的代码中，

std::vector<T> v;

T & a = v.emplace_back(a, b, c);
T & b = v.emplace_back(x, y, z);

emplace_back 的第二次调用使引用 a 无效。 (并且通过无效引用访问对象具有未定义的行为。)

为避免 std::vector 中的无效，请使用 reserve 和 capacity 工具:

std::vector<T> v;
v.reserve(2);
T & a = v.emplace_back(a, b, c);
T & b = v.emplace_back(x, y, z);

如果新的 size 小于或等于当前的 capacity，则末尾的插入不会无效。