質問をすることでしか得られない、回答やアドバイスがある。

15分調べてもわからないことは、質問しよう!

ただいまの
回答率

88.82%

ポインタ変数を引数にとるstructを作成するとポインタ変数の値が書き換わる

解決済

回答 1

投稿 編集

  • 評価
  • クリップ 0
  • VIEW 336

idonotknow

score 74

前提・実現したいこと

以下のようにStackインターフェイスに準拠した、内部にLinkedList構造体を使用したLLStack構造体を作成しました。

該当のソースコード

namespace mystd
{
  template <typename T> struct Stack
  {
    virtual ~Stack() {};
    virtual void push(T val) = 0;
    virtual std::optional<T> pop() = 0;
  };

  template <typename Element> struct LinkedList
  {
    LinkedList<Element>* next;
    const Element value;

    LinkedList(LinkedList<Element>* next, Element value)
      :next(next), value(value){}
  };

  template <typename Element> struct LLStack : Stack<Element>
  {
    LLStack(): head(nullptr){}

    void push(Element ele)
    {
      LinkedList<Element> new_head = LinkedList(head, ele);
      head = &new_head;
    }

    std::optional<Element> pop() 
    {
      if (head == nullptr)
      {
        return std::nullopt;
      }
      auto ele = head->value;
      head = head->next;

      return ele;
    }

    private:
      LinkedList<Element>* head;
  };
}


以下のように実行したところ、2回目のpop()でclangでSegmentation fault、gccでは意図しない値が出力されてしまいました。

int main()
{
    mystd::LLStack<int> lStack{};
    lStack.push(111);
    lStack.push(222);

    auto lp = lStack.pop();
    if (lp.has_value()) {
        std::cout << "LLStack.pop: " << lp.value() << "\n";
    } else {
        std::cout << "LLStack.pop: null" << "\n";
    }

    lp = lStack.pop();
    if (lp.has_value()) {
        std::cout << "LLStack.pop: " << lp.value() << "\n";
    } else {
        std::cout << "LLStack.pop: null" << "\n";
    }
}

出力結果(gcc):
LLStack.pop: 222
LLStack.pop: -1793214720

試したこと

デバッグ出力を色々な箇所に差し込んだ結果、LLStack構造体のhead変数がLinkedList生成のタイミングでなぜか置き換わっていることがわかりました(理由はわかりませんでした)。

void push(Element ele)
{
    if(head) {
      std::cout << "\t" << "currenthead.value: " << head->value << "\n";
    }
    LinkedList<Element> new_head = LinkedList(head, ele);
    if(head) {
      std::cout << "\t" << "currenthead.value: " << head->value << "\n\n";
    }

    head = &new_head;
}

上のコードを呼んだ結果:
currenthead.value: 111
currenthead.value: 222

また、単独でLinkedListを使って同じような処理をしてみましたが、再現しませんでした。

int main() {
    mystd::LinkedList<int> *head = nullptr;
    auto new_head = mystd::LinkedList<int>(head, 11);
    head = &new_head;
    std::cout << "new_head: " << head->value << "\n";

    auto new_new_head = mystd::LinkedList<int>(head, 22);
    head = &new_new_head;
    std::cout << "newnew_head: " << head->value << "\n";
    std::cout << "newnew_head->next->value: " << head->next->value << "\n";
}

出力結果:
new_head: 11
newnew_head: 22
newnew_head->next->value: 11

補足情報

↓こちらに実行可能なコードがあります
Wancobox

追記

生ポインタからunique_ptrに変更しました。

template <typename Element> struct LinkedList
{
    std::unique_ptr<LinkedList<Element>> next;
    const Element value;

    LinkedList(LinkedList<Element> next, Element value)
      :next(new LinkedList<Element>(next)), value(value){}
    LinkedList(std::unique_ptr<LinkedList<Element>> next, Element value)
      :next(std::move(next)), value(value){}
};

template <typename Element> struct LLStack : Stack<Element>
{
    LLStack(): head(nullptr){}

    void push(Element ele)
    {
      head.reset(new LinkedList<Element>(std::move(head), ele));
    }

    std::optional<Element> pop() 
    {
      if (head == nullptr)
      {
        return std::nullopt;
      }
      auto ele = head->value;
      head = std::move(head->next);

      return ele;
    }

    private:
      std::unique_ptr<LinkedList<Element>> head;
};
  • 気になる質問をクリップする

    クリップした質問は、後からいつでもマイページで確認できます。

    またクリップした質問に回答があった際、通知やメールを受け取ることができます。

    クリップを取り消します

  • 良い質問の評価を上げる

    以下のような質問は評価を上げましょう

    • 質問内容が明確
    • 自分も答えを知りたい
    • 質問者以外のユーザにも役立つ

    評価が高い質問は、TOPページの「注目」タブのフィードに表示されやすくなります。

    質問の評価を上げたことを取り消します

  • 評価を下げられる数の上限に達しました

    評価を下げることができません

    • 1日5回まで評価を下げられます
    • 1日に1ユーザに対して2回まで評価を下げられます

    質問の評価を下げる

    teratailでは下記のような質問を「具体的に困っていることがない質問」、「サイトポリシーに違反する質問」と定義し、推奨していません。

    • プログラミングに関係のない質問
    • やってほしいことだけを記載した丸投げの質問
    • 問題・課題が含まれていない質問
    • 意図的に内容が抹消された質問
    • 過去に投稿した質問と同じ内容の質問
    • 広告と受け取られるような投稿

    評価が下がると、TOPページの「アクティブ」「注目」タブのフィードに表示されにくくなります。

    質問の評価を下げたことを取り消します

    この機能は開放されていません

    評価を下げる条件を満たしてません

    評価を下げる理由を選択してください

    詳細な説明はこちら

    上記に当てはまらず、質問内容が明確になっていない質問には「情報の追加・修正依頼」機能からコメントをしてください。

    質問の評価を下げる機能の利用条件

    この機能を利用するためには、以下の事項を行う必要があります。

回答 1

checkベストアンサー

+2

template <typename Element> struct LLStack : Stack<Element>
{
  ...
  void push(Element ele)
  {
    LinkedList<Element> new_head = LinkedList(head, ele);
    head = &new_head;
  }

new_headの生存期間は関数内ですから、脱出以降headの参照先にデータがある保証はありません。

投稿

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2019/06/29 21:26

    ご返答ありがとうございます。
    >new_headの生存期間は関数内ですから、脱出以降headの参照先にデータがある保証はありません。
    ということは、このようにスタックを実装したい場合、LinkedList構造体のポインタだけでなく実体もどこか(おそらくLinkedList構造体の中?)に保持しておくしかないのでしょうか。

    キャンセル

  • 2019/06/29 21:37

    いえ、その方法は困難でしょう。

    unique_ptrを使うのがおそらく一番簡単です。
    newで動的にメモリを確保しても良いですが、その場合適切なタイミングで解放してやらないといけません。

    キャンセル

  • 2019/06/30 01:23

    >unique_ptrを使うのがおそらく一番簡単です。
    質問に追記したようにunique_ptrを使うように修正したところ機能するようになりました。ありがとうございます。

    キャンセル

15分調べてもわからないことは、teratailで質問しよう!

  • ただいまの回答率 88.82%
  • 質問をまとめることで、思考を整理して素早く解決
  • テンプレート機能で、簡単に質問をまとめられる

関連した質問

同じタグがついた質問を見る