c++ - 为什么不能将 `boost::multi_index replace` 用于指针类型？

Question

简答:用户修改，接受的答案中的详细信息以及 this answer

我正在尝试使用一个包含指针类型的 boost::multi_index_container。在我看来，replace 功能已损坏，我想知道我做错了什么。

以下代码演示了两种情况:第一种是容器保存数据的拷贝(正常工作)，第二种是容器保存指向数据的指针(失败)。

using namespace boost::multi_index;
using boost::multi_index_container;

struct Data
{
    int key1;
    int key2;
};

using DataContainer =
    multi_index_container<
        Data,
        indexed_by<
            hashed_unique<member<Data, int, &Data::key1>>,
            hashed_unique<member<Data, int, &Data::key2>>>>;

using DataPtrContainer = 
    multi_index_container<
        Data*,
        indexed_by<
            hashed_unique<member<Data, int, &Data::key1>>,
            hashed_unique<member<Data, int, &Data::key2>>>>;

TEST(DummyTest, Test1)
{
    Data data{1,2};
    DataContainer dataContainer;
    dataContainer.insert(data);

    EXPECT_EQ(1, dataContainer.get<0>().find(1)->key1);
    EXPECT_EQ(2, dataContainer.get<0>().find(1)->key2);

    auto iter = dataContainer.get<0>().find(1);
    Data d = *iter;
    d.key2 = 5;
    dataContainer.replace(iter, d);

    EXPECT_EQ(1, dataContainer.get<1>().find(5)->key1);
    EXPECT_EQ(5, dataContainer.get<1>().find(5)->key2);

}

TEST(DummyTest, Test2)
{
    Data* data = new Data{1,2};
    DataPtrContainer dataContainer;
    dataContainer.insert(data);

    EXPECT_EQ(1, (*dataContainer.get<0>().find(1))->key1);
    EXPECT_EQ(2, (*dataContainer.get<0>().find(1))->key2);

    auto iter = dataContainer.get<0>().find(1);
    Data* d = *iter;
    d->key2 = 5;
    dataContainer.replace(iter, d);

    EXPECT_EQ(1, (*dataContainer.get<1>().find(5))->key1);  // fail as the iterator not dereferencable
    EXPECT_EQ(5, (*dataContainer.get<1>().find(5))->key2); // fail as the iterator not dereferencable

}

Answer 1

好的，这不是 Boost.MultiIndex 中的错误，而是您代码中的一个微妙的契约违规。无指针版本:

auto iter = dataContainer.get<0>().find(1);
Data d = *iter;
d.key2 = 5;
dataContainer.replace(iter, d);

将包含值的拷贝复制到 d 中，对其进行修改，然后使用它进行替换:到目前为止一切顺利。但是指针版本正在打破不变量:

auto iter = dataContainer.get<0>().find(1);
Data* d = *iter;
d->key2 = 5;  // #1: invariant breach here
dataContainer.replace(iter, d); // #2: unexpected behavior ensues

在 #1 中，您在未经 dataContainer 同意或不知情的情况下修改了它的内部键:一旦您这样做了，被触及的元素就会被错误地索引。这类似于在无指针版本中抛弃 constness:

auto iter = dataContainer.get<0>().find(1);
const Data& d = *iter;
const_cast<Data&>(d).key2 = 5;

因此，当执行#2 时，datacontainer 不会怀疑您更改了它的 key ，只是验证您建议的替换 d 是否等同于它已经有，但什么都不做(然后没有重新索引)。