C++标准库的一个有趣的小bug(原创)

王朝c/c++·作者佚名  2006-01-09
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在看别人的代码时,意外发现了一个标准库的问题(不知到标准委员会的c++ standard lib.core issue文件里有没有提到,不管它),是这样的,代码如下:

struct X

{

};

ostream& operator<<(ostream& out, X& x /*坏习惯*/)

{ ^^^^ ---- #1 non-const reference

...

return out;

}

void use1()

{

vector<X> v;

v.push_back(X());

copy(v.begin(),b.end(),ostream_iterator<X>(cout,"\n") ); //编译错误!

}

void use2()

{

X x;

cout<<x; //没问题

}

按照语义,use1和use2都应该通过编译,但事实是use1不能通过编译。原因就在于#1处,如果将X&改为X const&则万事大吉。

到底为什么呢?看一下ostream_iterator的定义吧:

其中有一个成员函数是这样的

ostream_iterator& operator=(const _Tp& __value)

{ ^^^^^^^^^^^^ -----#2 const reference

*_M_stream << __value; //应该转到用户重载的operator<<中去

...

}

上面的例子中的copy(...)每迭代进一步都要调用这个函数,将迭代器指向的值给它,然后在这个函数中的:*_M_stream << __value;其实就相当于cout<<__value,输出该值,又什么不对吗?看看参数__value的类型,是const &,而我们重载的那个operator<<只接受non-const引用,所以就找不到匹配的函数了。这里的关键在于,ostream_iterator的成员operator=为它的参数强加上了不该加的语义——const——而不管其原先是否为const。

解决方法有两种:

对于用户,解决办法是重载operator<<时注意第二个参数最好写成const引用参数,否则像上面的"copy(v.begin(),v.end(),ostream_iterator<X>(cout) )"调用方式就会出漏子了。这个篓子还不算严重,至少你还被阻止在编译期,另外一种情况更为严重——通过编译但运行结果让人摸不着头脑,我们为原先的例子加上一些代码:

ostream& operator<<(ostream& out,X* & px)

{

...

return out;

}

void use3()

{

X* px=new X;

cout<<px; //没问题,调用上面重载的operator<<(ostream&,X* &)

vector<X*> v;

v.push_back(px);

copy(v.begin(),v.end(),ostream_iterator<X*>(cout,"\n") ); //编译没问题,但结果确打印出px里面存放的地址

}

copy(...)为什么会打印出地址?因为ostream有一个成员函数是为void*重载的,所以发生了一个隐蔽的类型转换,调用了它。

与前面的错误相比,这种错误更为隐蔽。要到运行期才会出现。

对于库的设计者,这是个疏忽,有一个简单的解决办法,为ostream_iterator添加一个operator=成员函数,其调用参数是non-const引用。这样通过重载决议,上面的copy(...)将调用添加的版本,由于其参数是non-const引用,所以接下来会转往用户重载的operator<<去。这个解决方案要求编译器能在 const引用和non-const引用之间正确进行重载决议。

 
 
 
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