C++嵌套类中解引用指针异常问题求助

问题根源：临时对象销毁导致指针悬空 #

你代码里的野指针问题，核心是临时mid对象销毁后，low里的parent指针指向了已释放的内存，具体执行流程如下：

1. top构造函数中，(mid(this))创建了一个临时mid对象，这个对象的生命周期仅局限于当前赋值语句，语句执行完就会被销毁。
2. 临时mid构造时，会初始化自身的child（low对象），这个low的parent指针指向临时mid的地址（this指向临时对象）。
3. 执行child = (mid(this)).child;时，是把临时mid的low对象浅拷贝给top的child——拷贝的只是指针值，所以top的child里的parent依然指向那个临时mid。
4. 赋值语句结束，临时mid被销毁，其内存被回收，此时top的child里的parent就成了野指针。
5. 调用t.child.addToVal()时，parent->parent的第一步就访问了已销毁的mid内存，触发解引用异常。

对象创建过程的细节拆解 #

当你创建top t时，执行顺序是：

1. 先默认初始化top的成员mid::low child：调用low的无参构造，parent被设为nullptr。
2. 进入top的构造函数：
   • 创建临时mid对象：先默认初始化mid的low child（parent为nullptr），再执行mid构造函数——把parent设为top的地址，然后执行child = low(this);，此时这个low的parent指向临时mid。
   • 把临时mid的child赋值给top的child：浅拷贝后，top的child的parent指针直接继承了临时mid的地址。
3. 临时mid对象销毁，内存释放，top的child的parent变为无效指针。
4. 调用t.child.addToVal()时，访问野指针触发未定义行为。

修复方案 #

方案一：持有持久的mid对象，避免临时对象 #

让top直接持有一个mid成员，其生命周期和top一致，low的指针指向这个持久对象：

class top {
public:
    int val = 0;
    class mid {
    public:
        top* parent;
        class low {
        public:
            mid* parent = nullptr;
            void addToVal() {
                parent->parent->val += 1;
            }
            low(mid* Parent) : parent(Parent) {}
            low() {}
        };
        low child;
        mid(top* Parent) : parent(Parent), child(this) {}
    };
    mid child_mid; // 持久化的mid对象，和top同生命周期
    mid::low& child; // 用引用关联mid的low，避免拷贝指针
    top() : child_mid(this), child(child_mid.child) {}
};

int main()
{
    top t;
    t.child.addToVal();
}

方案二：简化指针依赖，让low直接持有top指针 #

如果业务允许，跳过mid的指针中转，让low直接保存top的指针，从根源避免中间指针悬空：

class top {
public:
    int val = 0;
    class mid {
    public:
        top* parent;
        class low {
        public:
            top* top_parent = nullptr;
            void addToVal() {
                top_parent->val += 1;
            }
            low(top* tp) : top_parent(tp) {}
            low() {}
        };
        low child;
        mid(top* Parent) : parent(Parent), child(Parent) {}
    };
    mid::low child;
    top() : child(this) {}
};

int main()
{
    top t;
    t.child.addToVal();
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者The Armored Panda