c++ - 奇怪的段错误和valgrind分析

Question

我有一个代码可以运行膜的计算机模拟。我添加了一些小修改，导致了最奇怪的段错误。在我的代码中，我设置了一个 map :

struct index{
  int x;
  int y;
  int z;
  bool operator<(const index &b) const {
    bool out = true;
    if (x == b.x){
      if (y == b.y){  
    out = z < b.z;
  }else out = y < b.y;
    }else out = x < b.x;
    return out;
  }
};
map<index,set<std::pair<int, int> > > tBoxes;

当我这样做时出现段错误

if (tBoxes.find(t) == tBoxes.end()) continue;

因此，当我通过 valgrind 运行代码时，我看到:1. 当我第一次为 map 赋值时，我有这个:

==26196== 6,568 (96 direct, 6,472 indirect) bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 86 of 145
==26196==    at 0x4A0666E: operator new(unsigned long) (vg_replace_malloc.c:220)
==26196==    by 0x4333C6: __gnu_cxx::new_allocator<std::_Rb_tree_node<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > > >::allocate(unsigned long, void const*) (new_allocator.h:88)
==26196==    by 0x4333EB: std::_Rb_tree<membrane::index, std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > >, std::_Select1st<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > >, std::less<membrane::index>, std::allocator<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > > >::_M_get_node() (stl_tree.h:358)
==26196==    by 0x433407: std::_Rb_tree<membrane::index, std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > >, std::_Select1st<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > >, std::less<membrane::index>, std::allocator<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > > >::_M_create_node(std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > const&) (stl_tree.h:367)
==26196==    by 0x434474: std::_Rb_tree<membrane::index, std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > >, std::_Select1st<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > >, std::less<membrane::index>, std::allocator<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > > >::_M_insert(std::_Rb_tree_node_base*, std::_Rb_tree_node_base*, std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > const&) (stl_tree.h:819)
==26196==    by 0x434919: std::_Rb_tree<membrane::index, std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > >, std::_Select1st<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > >, std::less<membrane::index>, std::allocator<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > > >::insert_unique(std::_Rb_tree_iterator<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > >, std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > const&) (stl_tree.h:962)
==26196==    by 0x434B52: std::map<membrane::index, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > >, std::less<membrane::index>, std::allocator<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > > >::insert(std::_Rb_tree_iterator<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > >, std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > const&) (stl_map.h:420)
==26196==    by 0x434C3B: std::map<membrane::index, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > >, std::less<membrane::index>, std::allocator<std::pair<membrane::index const, std::set<std::pair<int, int>, std::less<std::pair<int, int> >, std::allocator<std::pair<int, int> > > > > >::operator[](membrane::index const&) (stl_map.h:348)

1. 在代码的后期，注意:

Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)

1. 还有一些来自 valgrind 的其他消息，我目前没有关注这些消息。至少其中一些与这两者有关。

在与先前声明的 double 值进行比较的一行上(一个是模拟中生成的第一个值，另一个是我希望检查的已确定的元素。

所以我有两个问题:1.关于段错误。这个 valgrind 输出的含义是什么？怎么会设置一个map值无效呢。

1. 关于条件跳转错误。怎么会这样？ valgrind 是否可能将错误位置解释错误？

谢谢你的帮助

编辑:
1、t是合法定义的索引元素。我使用循环:

index t;
for (int i = mini; i <= maxi; i++){ //mini and maxi are previously defined
  if (i < 0) t.x = i + P.boxNum; //P.boxNum is an integer, defined when I start the code
  else if (i >= P.boxNum) t.x  = i - P.boxNum;
  else t.x = i;
  for (int j = minj; j <= maxj; j++){//maxj and minj are previously defined
    if (j < 0) t.y = j + P.boxNum;
    else if (j >= P.boxNum) t.y =j - P. boxNum;
    else t.y = j;
    for(int k = mink; k <= maxk; k++){//mink and maxk are previously defined
      if (k < 0) t.z = k + P.zBoxNum;
      else if (k >= P.boxNum) t.z =k - P. zBoxNum;
      else t.z = k;
      if (tBoxes.find(t) == eBoxes.end()) continue;
      //now I access tBoxes[t], this should be ok since if tBoxes[t] does not exist the loop should skip to the next value of k
    }
  }
}

1. 我通过以下方法找到了段错误的确切位置:

   printf ("%i, %i, %i\n", t.x, t.y, t.z);fflush(标准输出);

在提到的行之前和之后。

Answer 1

首先，valgrind 关于跳转未初始化值的提示可能是正确的。正确的 C++ 代码不会生成此警告。 (注意，我在这里做一个假设，你在 valgrind 中加载了默认排除项，因为可能存在标准库代码的位置，这些代码被设计为无论值是否已初始化为合理的值都可以正常工作，这可能是一个愚蠢的假设考虑到你问题的其余部分的质量)一个很大的失礼是你的结构中没有一个构造函数来初始化 x、y、z 值。在堆上分配的基本类型的值保持未初始化状态，并且将包含随机内存垃圾!但是，这不太可能是您崩溃的原因。

第二件事，想一想，std::map 是一种树。它假设从每个节点开始，较小的 child 在左边，较大的 child 在右边。因此，每当您更改影响排序的内部内容时，例如你进入索引并更改 x、y 或 z，也就是说你从 std::map 下面更改了键，而它不知道，节点停留在它的位置，这突然是错误的，因为它违反了基本假设数据结构!在这种情况下，您必须做的是删除该条目，然后使用新索引将其放回原处，这将使它位于集合中的正确位置。这种不幸的事情在我身上发生过好几次。我仍然不知道有什么真正优雅的方法可以做到这一点，但至少，在这里，可能和可能的原因。

当然，实际的错误不在您发布的代码中，甚至不清楚您更改了哪里、更改了什么以及更改了多少，没有对崩溃位置的回溯根本没有帮助。