c++ - 无限制 union 的 move 构造函数因 invalid_pointer 而崩溃

Question

一个不受限制的 union 类的例子，它包含一个整数映射或一个整数 vector :

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

typedef std::vector<int> int_vec; 
typedef std::map<std::string, int> int_map; 

struct Vec {

  bool is_map;

  union {
    int_vec int_vec_val;
    int_map int_map_val;
  };

  // MOVE CONSTRUCTORS
  Vec(int_vec&& val)  : is_map(false), int_vec_val(std::move(val)) {
    std::cout << "move vec" << std::endl;
  }

  Vec(int_map&& val)  : is_map(true),  int_map_val(std::move(val)) {
    std::cout << "move map" << std::endl;
  }

  Vec(Vec&& rhs) : is_map(rhs.is_map) {
    if (is_map) {
      int_map_val = std::move(rhs.int_map_val);
    } else {
      std::cout << "Crashing now ... " << std::endl;
      int_vec_val = std::move(rhs.int_vec_val); // <--- how to do this correctly?
    }
  }

  // DESTRUCTOR
  ~Vec() noexcept {
    if (is_map) {
      int_map_val.~int_map(); 
    } else {
      int_vec_val.~int_vec();      
    }
  }
};

Vec gen_Vec() {
  Vec v1(int_vec({1, 2, 3}));
  return Vec(std::move(v1));
}

int main() {
  Vec v2  = gen_Vec();
}

此代码因 *** Error in ./tmp2: munmap_chunk(): invalid pointer: 0x0000000000400f6d *** 在 Vec(Vec&&) move 构造函数中崩溃:

g++ -std=c++11 -O2 tmp2.cpp -lm -o tmp2 && ./tmp2
move vec
Crashing now ... 
*** Error in `./tmp2': munmap_chunk(): invalid pointer: 0x0000000000400f6d ***
======= Backtrace: =========
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(+0x777e5)[0x7fba03ab47e5]
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(cfree+0x1a8)[0x7fba03ac0ae8]
./tmp2[0x400d0d]
./tmp2[0x400a7c]
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf0)[0x7fba03a5d830]
./tmp2[0x400af9]
======= Memory map: ========
00400000-00402000 r-xp 00000000 08:11 13240011                           /store/Dropbox/dev/jamr/src/tmp2
00601000-00602000 r--p 00001000 08:11 13240011                           /store/Dropbox/dev/jamr/src/tmp2
00602000-00603000 rw-p 00002000 08:11 13240011                           /store/Dropbox/dev/jamr/src/tmp2
006ce000-00700000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [heap]
7fba03734000-7fba0383c000 r-xp 00000000 08:01 1065106                    /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
7fba0383c000-7fba03a3b000 ---p 00108000 08:01 1065106                    /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
7fba03a3b000-7fba03a3c000 r--p 00107000 08:01 1065106                    /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
7fba03a3c000-7fba03a3d000 rw-p 00108000 08:01 1065106                    /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so

我的问题是:

1. move 这些 vector 和 map 的正确方法是什么？

2. 有没有办法定义 Vec(Vec&& rhs) move constructor entirely in the mem initializer list?

非常感谢。

Answer 1

赋值 int_vec_val = std::move(rhs.int_vec_val); 暗示 int_vec_val 表示类型为 int_vec 的现有事件对象并且您想通过分配给它来更改它的值。事实并非如此:由于匿名 union 体的成员没有默认成员初始化器，也没有相应的mem-initializer，因此不会对它们执行任何初始化，因此它们的生命周期不会开始吧。

这意味着当进入构造函数 block 时，int_map_val 和 int_vec_val 都不存在。您必须使用 placement new 在正确的位置实际构造正确类型的新对象:

Vec(Vec&& rhs) : is_map(rhs.is_map) {
   if (is_map) {
      std::cout << "move contained map\n";
      new(&int_map_val) int_map(std::move(rhs.int_map_val));
   } else {
      std::cout << "move contained vec\n";
      new(&int_vec_val) int_vec(std::move(rhs.int_vec_val));
   }
}

第二个问题的答案是:不，不是真的，因为 rhs.is_map 通常只在运行时知道，mem-initializer-list 需要在编译时知道。但是，在这种情况下，在构造函数 block 中进行初始化没有问题(在 ctor-initializer 中进行初始化也没有真正的好处)，因为没有对 union 成员执行初始化默认情况下。