将结构复制（使用赋值）到联合内的结构导致段错误

Question

我写了以下代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>

struct bar
{
  std::string s3;
  std::string s4;
}Bar;

union foo
{
  char * s1;
  char * s2;
  bar    b1;

  foo(){};
  ~foo(){};
}Foo;


int main ()
{
  foo f1;
  bar b2;

  std::string temp("s3");
  b2.s3 = temp;
  b2.s4 = temp;

  //f1.b1 = b2;                           //-- This Fails (Seg faults)

  /*
    #0  0x00002b9fede74d25 in std::string::_Rep::_M_dispose(std::allocator<char> const&) [clone .part.12] ()
        from /usr/local/lib64/libstdc++.so.6
    #1  0x00002b9fede75f09 in std::string::assign(std::string const&) () from /usr/local/lib64/libstdc++.so.6
    #2  0x0000000000400ed1 in bar::operator= (this=0x7fff3f20ece0) at un.cpp:5
    #3  0x0000000000400cdb in main () at un.cpp:31
  */

  memcpy( &f1.b1, &b2, sizeof(b2) );  //-- This Works 

  std::cout << f1.b1.s3 << " " << f1.b1.s4 << std::endl;
  return 0;
} 

你能解释一下为什么会出现分段错误吗？我无法解读回溯中的数据所暗示的内容。

Answer 1

union foo 无法初始化 bar 对象（它如何知道要调用哪个成员的初始化程序？），因此无法初始化 std::strings。如果你想使用 foo 里面的 bar，那么你需要手动初始化它，像这样......

new (&f1.b1) bar; // Placement new
f1.b1 = b2;
// And later in code you'll have to manually destruct the bar, because
//   foo doesn't know to destruct the bar either...
f1.b1.~bar();

或者，您可以尝试自己将此功能滚动到联合的构造函数和析构函数中。

foo() : b1() {}
// Or you construct like this, which you might need to for a non-trivial union...
// foo() { new (&b1) bar; }  // Placement new.
~foo() { b1.~bar(); }

请注意，复制也需要特殊处理。

Answer 2

您不能使用 memcpy 复制对象或包含对象的结构，因为它们不会被正确初始化。字符串具有指向 char 数组的指针，如果两个字符串可以共享同一个指针，则必须进行某种垃圾收集（通常是引用计数器）。如果你做 f1.b1 = b2，编译器会生成代码来正确初始化字符串。

Answer 3

std::string 有一个重要的构造函数，用于初始化其内部成员。因此，您的struct bar 不是 POD 结构。

联合仅支持 POD（这在 C++11 中有所放松）。编译器无法决定调用哪个联合成员的哪个构造函数。想象以下情况：

unition MyUnion {
  std::string s;
  std::vector v;
};

应该使用vector的构造函数还是string的构造函数来初始化对象？

所以在您的情况下，当您将字符串分配给联合的字符串时，内部数据没有初始化，这会导致随机错误。