C++ 递归结构的向量存在内存问题

我完全被一段简单的代码卡住了，这段代码在内存中表现不好（正如Valgrind所报告的）。我将其简化为以下简短的测试用例：

#include <vector>

struct el
{
    el * next = nullptr;
};

class list
{
public:
    list(): tail(nullptr) {}

    void push_back()
    {
        el nw;
        m_list.push_back(nw);

        if (tail == nullptr)
            tail = &m_list.back();
        else
        {
            tail->next = &m_list.back();
            tail = tail->next;
        }
    }

private:
    std::vector<el> m_list;
    el * tail;
};

int main()
{
    list a;
    a.push_back();
    a.push_back();
    return 0;
}

#包括
结构el
{
el*next=nullptr；
};
班级名单
{
公众：
list（）：tail（nullptr）{}
void push_back（）
{
西北偏北；
m_列表。推回（nw）；
if（tail==nullptr）
tail=&m_list.back（）；
其他的
{
tail->next=&m_list.back（）；
tail=tail->next；
}
}
私人：
std：：向量m_列表；
el*尾部；
};
int main（）
{
清单a；
a、 向后推（）；
a、 向后推（）；
返回0；
}

我希望它创建一个包含两个结构的数组，第一个结构有一个指向第二个结构的指针。真正的源崩溃与分段故障，所以我认为这份报告很重要：

==1630== Invalid write of size 8
==1630==    at 0x400A37: list::push_back() (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400969: main (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==  Address 0x5a86c80 is 0 bytes inside a block of size 8 free'd
==1630==    at 0x4C2A8DC: operator delete(void*) (in /usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==1630==    by 0x4011D5: __gnu_cxx::new_allocator<el>::deallocate(el*, unsigned long) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400F79: std::_Vector_base<el, std::allocator<el> >::_M_deallocate(el*, unsigned long) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400DA3: void std::vector<el, std::allocator<el> >::_M_emplace_back_aux<el const&>(el const&) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400B42: std::vector<el, std::allocator<el> >::push_back(el const&) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x4009FF: list::push_back() (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400969: main (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==  Block was alloc'd at
==1630==    at 0x4C29780: operator new(unsigned long) (in /usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==1630==    by 0x4012BB: __gnu_cxx::new_allocator<el>::allocate(unsigned long, void const*) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x4010D2: std::_Vector_base<el, std::allocator<el> >::_M_allocate(unsigned long) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400CC1: void std::vector<el, std::allocator<el> >::_M_emplace_back_aux<el const&>(el const&) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400B42: std::vector<el, std::allocator<el> >::push_back(el const&) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x4009FF: list::push_back() (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x40095D: main (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==
==1630== Invalid read of size 8
==1630==    at 0x400A42: list::push_back() (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400969: main (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==  Address 0x5a86c80 is 0 bytes inside a block of size 8 free'd
==1630==    at 0x4C2A8DC: operator delete(void*) (in /usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==1630==    by 0x4011D5: __gnu_cxx::new_allocator<el>::deallocate(el*, unsigned long) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400F79: std::_Vector_base<el, std::allocator<el> >::_M_deallocate(el*, unsigned long) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400DA3: void std::vector<el, std::allocator<el> >::_M_emplace_back_aux<el const&>(el const&) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400B42: std::vector<el, std::allocator<el> >::push_back(el const&) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x4009FF: list::push_back() (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400969: main (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==  Block was alloc'd at
==1630==    at 0x4C29780: operator new(unsigned long) (in /usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==1630==    by 0x4012BB: __gnu_cxx::new_allocator<el>::allocate(unsigned long, void const*) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x4010D2: std::_Vector_base<el, std::allocator<el> >::_M_allocate(unsigned long) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400CC1: void std::vector<el, std::allocator<el> >::_M_emplace_back_aux<el const&>(el const&) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x400B42: std::vector<el, std::allocator<el> >::push_back(el const&) (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x4009FF: list::push_back() (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)
==1630==    by 0x40095D: main (in /home/ilya/Projects/algos/a.out)

==1630==大小为8的无效写入
==1630==at 0x400A37:list:：push_back（）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x400969:main（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==地址0x5a86c80是大小为8 free'd的块中的0字节
==1630==at 0x4C2A8DC:运算符删除（void*）（在/usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so中）
==1630==by 0x4011D5:u gnu_cxx:：新的_分配器：：解除分配（el*，无符号长）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x400F79:std:：_Vector_base:：_M_deallocate（el*，无符号长）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==0x400DA3:void std:：vector:：_M_emplace_back_aux（el const&）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==0x400B42:std:：vector:：push_back（el const&）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x4009FF:list:：push_back（）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x400969:main（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==块在
==1630==在0x4C29780处：新运算符（无符号长）（在/usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so中）
==1630==by 0x4012BB:uu gnu_cxx:：新的_分配器：：分配（无符号长，无效常量*）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x4010D2:std:：_Vector_base:：_M_allocate（无符号长）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==0x400CC1:void std:：vector:：_M_emplace_back_aux（el const&）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==0x400B42:std:：vector:：push_back（el const&）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x4009FF:list:：push_back（）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x40095D:main（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==
==1630==大小为8的无效读取
==1630==at 0x400A42:list:：push_back（）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x400969:main（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==地址0x5a86c80是大小为8 free'd的块中的0字节
==1630==at 0x4C2A8DC:运算符删除（void*）（在/usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so中）
==1630==by 0x4011D5:u gnu_cxx:：新的_分配器：：解除分配（el*，无符号长）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x400F79:std:：_Vector_base:：_M_deallocate（el*，无符号长）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==0x400DA3:void std:：vector:：_M_emplace_back_aux（el const&）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==0x400B42:std:：vector:：push_back（el const&）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x4009FF:list:：push_back（）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x400969:main（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==块在
==1630==在0x4C29780处：新运算符（无符号长）（在/usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so中）
==1630==by 0x4012BB:uu gnu_cxx:：新的_分配器：：分配（无符号长，无效常量*）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x4010D2:std:：_Vector_base:：_M_allocate（无符号长）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==0x400CC1:void std:：vector:：_M_emplace_back_aux（el const&）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==0x400B42:std:：vector:：push_back（el const&）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x4009FF:list:：push_back（）（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）
==1630==by 0x40095D:main（in/home/ilya/Projects/algos/a.out）

一旦您将u推回向量或以其他方式更改它，所有指向存储项的引用和指针都将无效，因此所有

尾部

和

下一个

字段将包含悬空指针。取消对它们的引用将导致未定义的行为。实际上，您可以使用

std:：list

或（如果您只是为了学习而编写一些列表实现）您可以先填充vector，然后收集指向存储项的指针，知道它们将保持有效。

一旦您将_推回vector或以其他方式更改它，所有指向存储项的引用和指针都将无效，因此所有

尾部

和

下一个

字段将包含悬空指针。取消对它们的引用将导致未定义的行为。实际上，您可以使用

std:：list

，或者（如果您只是为了学习而编写一些列表实现），您可以先填充vector，然后收集指向存储项的指针，知道它们将保持有效。

您不能获取vector元素的地址并将其隐藏，因为下一个向量操作可能会使其无效。所以

tail->next=&m_list.back（）

是3/5的禁止规则，矢量元素在内存中不稳定。您不能获取矢量元素的地址并将其隐藏起来，因为下一个矢量操作可能会使其无效。所以

tail->next=&m_list.back（）

是3/5的禁忌规则，并且向量元素在内存中不稳定。哦，这是由增长时的向量重新分配引起的吗？@Ilya Yes一旦重新定位存储（实际上在收缩时也会发生这种情况），指向前一个存储的指针就会失效。您应该检查向量方法的文档，以确定哪些方法无效