c++ - 从函数中通过引用返回 Eigen::VectorXd

Question

我想从一个函数返回一个 Eigen::Vector 并想知道什么是正确的方法。有点像

Eigen::VectorXd& getMesh(int N) {
    Eigen::VectorXd mesh(N + 1);  // nb. of nodes
    // Nodes are equally spaced
    for (int i = 0; i < N + 1; i++) {
        mesh[i] = i * (1.0 / N);
    }

    return mesh;
}

int main() {
    // Mesh with 100 cells
    Eigen::VectorXd mesh = getMesh(100);

    return 0;
}

当然，我们可能会在这里遇到问题，因为用于在 getMesh() 中创建网格 vector 的内存可能不是动态分配的，即当我们从函数返回时，引用“指向”已删除的内存。

我可以在 main 函数中分配内存，然后将其传递给 getMesh 函数，但这样可以吗？我还有哪些其他可能性？

Answer 1

您不得返回对函数局部变量的引用。这称为 dangling reference .请注意，当您执行此操作时，您的编译器应该给您一个警告:例如 Visual Studio。

warning C4172: returning address of local variable or temporary: mesh

当前 getMesh() 函数的问题是局部变量 mesh 在函数执行过程中被分配到堆栈上。然后在 main 中返回对它的引用，但是当 getMesh() 函数退出时，分配 mesh 的堆栈内存被释放。这意味着它很可能会被程序中以后的数据覆盖。

请注意，即使用于存储坐标的内存存储在您的 vector 中，也会发生此问题。您的 mesh 变量是具有多个成员变量的类 (VectorXd) 的实例。其中一个是 vector 的大小，另一个是指向 vector 数据动态分配存储的指针。

这是 VectorXd 定义的示例

class FakeVectorXd {
    int current_size;
    int max_size;
    double* data;
};

当你创建mesh时，成员变量current_size、max_size和data是在栈上本地分配的.然后在 vector 的构造函数中，data 的值被设置为指向动态分配的内存区域以存储 vector 的坐标。当您从 getMesh() 返回时，current_size、max_size 和 data 在内存中的堆栈位置现在是标记为可用，它们将被覆盖。

您可以做的只是按值返回 VectorXd。这很好:

Eigen::VectorXd getMesh(int N) {
    Eigen::VectorXd mesh(N + 1);
    for (int i = 0; i < N + 1; i++) {
        mesh[i] = i * (1.0 / N);
    }
    return mesh;
}