Dziwne zachowanie z polami klasy podczas dodawania do std :: vector

Znalazłem bardzo dziwne zachowanie (na clang i GCC) w następującej sytuacji. Mam wektor, nodesz jednym elementem, instancją klasy Node. Następnie wywołuję funkcję, nodes[0]która dodaje nową wartość Nodedo wektora. Po dodaniu nowego węzła pola obiektu wywołującego są resetowane! Wydają się jednak wracać do normy po zakończeniu funkcji.

Uważam, że jest to minimalny, powtarzalny przykład:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

struct Node;
vector<Node> nodes;

struct Node{
    int X;
    void set(){
        X = 3;
        cout << "Before, X = " << X << endl;
        nodes.push_back(Node());
        cout << "After, X = " << X << endl;
    }
};

int main() {
    nodes = vector<Node>();
    nodes.push_back(Node());

    nodes[0].set();
    cout << "Finally, X = " << nodes[0].X << endl;
}

Które wyjścia

Before, X = 3
After, X = 0
Finally, X = 3

Chociaż można oczekiwać, że X pozostanie niezmieniony przez ten proces.

Inne rzeczy, których próbowałem:

• Jeśli usunę linię, która dodaje Nodewnętrze set(), to za każdym razem wyprowadza X = 3.
• Jeśli utworzę nowy Nodei wywołam go na tym ( Node p = nodes[0]), wówczas wynikiem będzie 3, 3, 3
• Jeśli utworzę odwołanie Nodei wywołam go na tym ( Node &p = nodes[0]), wówczas wynikiem będzie 3, 0, 0 (być może jest to spowodowane tym, że odwołanie zostało utracone, gdy wektor zmienia rozmiar?)

Czy z jakiegoś powodu jest to niezdefiniowane zachowanie? Dlaczego?

Twój kod ma niezdefiniowane zachowanie. W

void set(){
    X = 3;
    cout << "Before, X = " << X << endl;
    nodes.push_back(Node());
    cout << "After, X = " << X << endl;
}

Dostęp do Xjest naprawdę this->Xi thisjest wskaźnikiem do elementu wektora. Gdy to zrobisz nodes.push_back(Node());, dodasz nowy element do wektora, a proces ten zostanie ponownie przydzielony, co unieważnia wszystkie iteratory, wskaźniki i odniesienia do elementów w wektorze. To znaczy

cout << "After, X = " << X << endl;

używa thisnieważnego.

nodes.push_back(Node());

ponownie przydzieli wektor, zmieniając w ten sposób adres nodes[0], ale thisnie zostanie zaktualizowany.
spróbuj zastąpić setmetodę tym kodem:

    void set(){
        X = 3;
        cout << "Before, X = " << X << endl;
        cout << "Before, this = " << this << endl;
        cout << "Before, &nodes[0] = " << &nodes[0] << endl;
        nodes.push_back(Node());
        cout << "After, X = " << X << endl;
        cout << "After, this = " << this << endl;
        cout << "After, &nodes[0] = " << &nodes[0] << endl;
    }

zwróć uwagę, jak &nodes[0]różni się po telefonowaniu push_back.

-fsanitize=addresszłapie to, a nawet powie, w której linii pamięć została zwolniona, jeśli również się skompilujesz -g.