std :: vectorに追加するときのクラスフィールドの奇妙な動作

次の状況で、（clangおよびGCCで）非常に奇妙な動作が見つかりました。nodesクラスのインスタンスである1つの要素を持つベクトルがありますNode。次に、ベクターにnodes[0]新しい関数を追加する関数を呼び出しますNode。新しいノードが追加されると、呼び出し元オブジェクトのフィールドがリセットされます！ただし、関数が終了すると、通常の状態に戻ります。

これは最小限の再現可能な例だと思います：

#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;
}

どの出力

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

Xがプロセスによって変更されないままであることを期待しますが。

私が試した他のこと：

• Nodeinside を追加する行を削除すると、set()毎回X = 3が出力されます。
• 新規に作成してNodeそれを呼び出すと（Node p = nodes[0]）、出力は3、3、3になります。
• 参照を作成Nodeしてその（Node &p = nodes[0]）で呼び出すと、出力は3、0、0になります（おそらく、ベクトルのサイズが変更されると参照が失われるためです）。

これは何らかの理由で未定義の動作ですか？どうして？

コードの動作が未定義です。に

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

へのアクセスXは、実際にthis->Xありthis、ベクターのメンバーへのポインターです。あなたが行うときnodes.push_back(Node());、あなたはベクトルとそのプロセスの再割り当て、に新しい要素を追加し、すべてのイテレータ、ポインタと参照を無効にベクトルの要素に。つまり

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

はthis無効なを使用しています。

nodes.push_back(Node());

ベクトルを再割り当てして、のアドレスを変更しますがnodes[0]、this更新されません。メソッドを次のコードに
置き換えてみてくださいset。

    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;
    }

を&nodes[0]呼び出しpush_backた後の違いに注意してください。

-fsanitize=addressこれをキャッチし、さらにでコンパイルすると、メモリが解放された行を通知します-g。