更改其类型后，丢失对 std::variant 对象的引用

Question

请注意，可以通过运行下面的代码片段来重现该问题(我在gcc 9.1中使用wandbox(

所以我有一个std::array(为简单起见，大小为 2(std::variant两种自定义类型(Normal和SpecialNormal被指定为第一个类型，因此在类构造时，数组默认构造Normal对象。我更改了数组第一个元素的一些内部数据成员并将其打印出来。看起来不错。

现在我想将数组的第二个元素设置为Special对象。我尝试通过分配给新值并根据本教程使用emplace来执行此操作(https://www.bfilipek.com/2018/06/variant.html#changing-the-values(

但是，当我尝试更改第二个对象(现在键入Special(的内部数据成员时，似乎我没有对原始数组中的对象进行操作。打印结果显示构造的默认值(在本例中为 0( 我是使用std::variant的新手，所以我不知道为什么会这样。如何获取对数组中最近类型更改变量对象的实际引用？

#include <iostream>
#include <memory>
#include <cstring>
#include <array>
#include <variant>
struct Normal {
struct Header {
std::array<uint8_t, 2> reserved;
};
Normal() : frame{0}, payload{reinterpret_cast<uint8_t*>(frame + sizeof(Header))} {}
constexpr static auto LENGTH = 10;
uint8_t frame[LENGTH];
uint8_t* payload;
};
struct Special {
struct Header {
std::array<uint8_t, 3> reserved;
};
Special() : frame{0}, payload{reinterpret_cast<uint8_t*>(frame + sizeof(Header))} {}
constexpr static auto LENGTH = 11;
uint8_t frame[LENGTH];
uint8_t* payload;
};
std::array<std::variant<Normal, Special>, 2> handlers;
Normal* normal_handler;
Special* special_handler;
int main() {
auto& nh = std::get<Normal>(handlers[0]);
memset(nh.payload, 3, 3);
normal_handler = &nh;
handlers[1].emplace<1>(Special{});
auto& sh = std::get<Special>(handlers[1]);
memset(sh.payload, 4 ,4);
// memset(std::get<Special>(handlers[1]).payload, 4, 4);
special_handler = &sh;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// Expect 3 bytes from 3rd bytes = 3
std::cout << (int) normal_handler->frame[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
for (int i = 0; i < 11; i++) {
// Expect 4 bytes from 4th bytes = 4
std::cout << (int) special_handler->frame[i] << " ";
// std::cout << (int) std::get<Special>(handlers[1]).frame[i] << " ";
}
}

Answer 1

您的问题与std::variant无关，以下代码显示相同的行为：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <cstring>
struct Special {
struct Header {
std::array<uint8_t, 3> reserved;
};
Special() : frame{0}, payload{reinterpret_cast<uint8_t*>(frame + sizeof(Header))} {}
constexpr static auto LENGTH = 11;
uint8_t frame[LENGTH];
uint8_t* payload;
};
int main() {
Special s1;
s1 = Special{};
memset(s1.payload, 4 ,4);
for (int i = 0; i < 11; i++) {
// Expect 4 bytes from 4th bytes = 4
std::cout << (int) s1.frame[i] << " ";
}
}

这一行：

s1 = Special{};

创建一个临时Special对象，然后将其分配给s1。默认的复制和移动构造函数将s1.payload设置为临时payload的值。因此，s1.payload是指向临时对象中frame的悬空指针，因此代码的其余部分具有未定义的行为。

最简单的解决方法是将payload成员更改为函数：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <cstring>
struct Special {
struct Header {
std::array<uint8_t, 3> reserved;
};
Special() : frame{0} {}
constexpr static auto LENGTH = 11;
uint8_t frame[LENGTH];
uint8_t* payload() { return &frame[sizeof(Header)]; }
};
int main() {
Special s1;
s1 = Special{};
memset(s1.payload(), 4 ,4);
for (int i = 0; i < 11; i++) {
// Expect 4 bytes from 4th bytes = 4
std::cout << (int) s1.frame[i] << " ";
}
}