左值与右值可疑

Question

以下代码运行良好，但据我了解，它不应该

#include <iostream>
#include <vector>

struct Data
{
  explicit Data():value(1){}
  int value;
};

struct Foo
{
  explicit Foo(Data& data):data_(data){}

  inline void print() const
  {
    std::cout<<data_.value<<std::endl;
  }
  Data& data_;
};

void addEntry(std::vector<Foo>& vec)
{
  Data data;
  Foo foo(data);
  vec.push_back(foo);
}

int main()
{
  std::vector<Foo> vec;
  addEntry(vec);
  vec[0].print();
}

函数addEnty 创建一个名为data 的Data 实例。然后创建Foo 的实例，称为foo，其中存储了对data 的引用。然后将这个距离复制到向量vec 中。因此，当函数结束时，vec[0] 应该包含一个悬空引用，因为 data 已被销毁。我对吗？所以我希望得到一些垃圾调用方法print()。我获得正确的值 1 是偶然还是我错过了什么？

为了使其正确，我会移动数据以避免悬空引用。所以我会修改构造函数

explicit Foo(Data&& data):data_(data){}

和函数

Foo foo(std::move(data));

这样foo，因此它在vec[0] 中的副本包含实例data，而不是对它的引用。我对吗？这是正确的解决方案吗？这样Foo::data_需要是Data类型还是Data&类型？

Answer 1

是的 Foo 将持有一个悬空引用。 Foo 类应该包含 Data 而不是 Data& 或 Data&&。

#include <iostream>
#include <vector>

struct Data
{
  explicit Data():value(1){}
  int value;
};

struct Foo
{
  // this is needed if you want to pass lvalue
  Foo(const Data& data):data_(data) 
  {}
  // for rvalue
  Foo(Data&& data):data_(std::move(data))
  {}

  void print() const
  {
    std::cout<<data_.value<<std::endl;
  }

  Data data_;
};

void addEntry(std::vector<Foo>& vec)
{
  vec.emplace_back(Foo(Data())); 

  // or

  Data data;
  // do somth with data
  vec.emplace_back(Foo(std::move(data)));        

  // or

  Data data;
  // do somth with data
  Foo foo {std::move(data)};
  // do somth with foo, but
  // do not use data here!!!
  vec.push_back(std::move(foo));        
}

int main()
{
  std::vector<Foo> vec;
  addEntry(vec);
  vec[0].print();
}

Answer 2

正如您所建议的，由于悬空引用，您的示例代码具有未定义的行为。您看到的行为纯属偶然。

一个采用右值引用的函数说“我要从你传入的任何东西中窃取数据”。只要这些是您的语义，让构造函数获取这样的引用就可以了，但您的示例似乎并非如此。

一种可能性是按值获取参数，然后将其移动到成员变量中：

struct Foo
{
  explicit Foo(Data data):data_(std::move(data)){}
  Data data_;
};

这样，客户端代码可以传递左值（1 次复制，1 次移动）或右值（2 次移动）。只维护一个构造函数很方便，但如果 Data 的移动成本很高，这可能效率低下。

其他可能性是让一个构造函数获取转发引用，或者为右值维护一个重载，为左值维护一个重载。

Answer 3

你是对的，这是偶然的，这实际上属于未定义的行为。
字段应为 Data，输入 Foo 以避免悬空引用。
你可以这样重写：

#include <iostream>
#include <vector>

struct Data
{
  explicit Data():value(1){}
  int value;
};

struct Foo
{
  explicit Foo(Data&& data):data_(std::move(data)){}

  inline void print() const
  {
    std::cout<<data_.value<<std::endl;
  }
  Data data_;
};

void addEntry(std::vector<Foo>& vec)
{
  vec.emplace_back(Foo(Data()));
}

int main()
{
  std::vector<Foo> vec;
  addEntry(vec);
  vec[0].print();
}