c++ STL 队列、引用和分段错误

Question

通过将 java 程序转换为 c++ 来学习 C++ 的新手。以下代码在执行时会导致分段错误 (SIGSEGV)。

//add web page reference to pages queue (STL)
void CrawlerQueue::addWebPage(WebPage & webpage) {
    pagesBuffer.push(webpage);
}

//remove and return web page reference from pages queue
WebPage & CrawlerQueue::getWebPage() {
    if (pagesBuffer.size() > 0) {
        WebPage & page = pagesBuffer.front();
        pagesBuffer.pop();
        return page;
    } else
        throw "Web pages queue is empty!";
}

//code that results in segmentation fault when called
void PageParser::extractLinks(){ 
    try {
        WebPage &  page =  crawlerqueue.getWebPage();
    }catch (const char * error) {
       return;
    }
}

突出显示了对上述代码修复分段错误问题的更改（<====）：

//return a const WebPage object instead of a WebPage reference
const WebPage CrawlerQueue::getWebPage() {          <====
    if (pagesBuffer.size() > 0) {
        WebPage page = pagesBuffer.front();         <==== 
        pagesBuffer.pop();
        return page;
    } else
        throw "Web pages queue is empty!";
}

//no segmentation fault thrown with modifications
void PageParser::extractLinks(){ 
    try {
        WebPage page =  crawlerqueue.getWebPage(); <====
    }catch (const char * error) {
       return;
    }
}

给出了什么？我仍在尝试理解引用和指针

Answer 1

pagesBuffer.pop();

此行使您的参考无效。

请记住，标准容器使用的是值，而不是“引用”，因此当您使用对它的引用添加对象时，实际上您在容器中添加了该对象的副本。

然后使用 pop() 销毁该对象，使指向它的任何引用或指针无效。

也许您应该存储（共享）指针而不是对象。

Answer 2

引用（也是指针）指向某处的一段数据。当您拥有返回引用的 getWebPage() 版本时，该引用指向pagesBuffer 内的一段数据。之后当您运行 pop() 时，您从队列中删除了该项目，从而删除了它的内存，但您的引用仍然指向它，因此它是一个悬空引用。

当您修改代码以按值返回时，您复制了要返回的对象，因此即使在运行 pop() 之后，这些副本仍然存在。

（C++ 与 Java 不同，Java 中的引用可以防止对象被删除——您必须自己管理它。）

Answer 3

如果你想在队列中存储值，你的代码需要更改：

WebPage  CrawlerQueue::getWebPage() {
    if (pagesBuffer.size() > 0) {
        WebPage  page = pagesBuffer.front();
        pagesBuffer.pop();
        return page;
    } else
        throw "Web pages queue is empty!";
}

当使用 C++ 时，你需要对值、引用和指针之间的差异有一个非常清晰的概念。您还应该意识到，适用于 Java 的编码风格极不可能适用于 C++——这两种语言除了一些细微的语法相似之处之外几乎没有任何共同点。

另外，永远不要编写这样的代码：

void PageParser::extractLinks(){ 
    try {
        WebPage &  page =  crawlerqueue.getWebPage();
    }catch (const char * error) {
       return;
    }
}

默默地吞下异常总是一个非常糟糕的主意，因为（通常）在抛出站点附近捕获异常。