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基于临时范围的循环范围[重复]

for-range c++20 temporary-objects c++11 c++

alfC · 技术社区 · 7 年前

这个问题已经有了答案:

Why does using a temporary object in the range-based for initializer result in a crash? 2个答案

由于Valgrind中的一些分段错误和警告,我发现此代码不正确,并且在for range循环中有某种悬空引用。

#include<numeric>
#include<vector>

auto f(){
    std::vector<std::vector<double>> v(10, std::vector<double>(3));
    iota(v[5].begin(), v[5].end(), 0);
    return v;
}

int main(){
    for(auto e : f()[5])
        std::cout << e << std::endl;
    return 0;
}

看起来好像 begin 和 end 是从一个临时的并在循环中丢失的。

当然,一种方法是

    auto r = f()[5];
    for(auto e : r)
        std::cout << e << std::endl;

然而, 我想知道为什么 for(auto e : f()[5]) 是一个错误,如果有更好的解决方法或某种设计方法 f 甚至是容器( std::vector )为了避免这个陷阱。

对于迭代器循环,更明显的是为什么会发生这个问题。( 开始 和 结束 来自不同的临时对象)

for(auto it = f()[5].begin(); it != f()[5].end(); ++it)

但是在for-range循环中,就像在第一个示例中一样,很容易犯这个错误。

2 回复 | 直到 7 年前

songyuanyao 7 年前

注意,直接使用一个临时的范围表达式是可以的,它的lefetime将被扩展。但是为了 f()[5] 什么 f() 返回是临时的,它是在表达式中构造的,在构造它的整个表达式之后,它将被销毁。

从C++ 20中,可以使用init语句 range-based for loop 解决这些问题。

(强调我的)

如果range表达式返回一个临时表达式,则其生存期将延长直到循环结束,如绑定到右值所示参考范围,但是 当心任何暂时的生命范围内\表达式未扩展 .

这个问题可以通过使用init语句来解决:
for (auto& x : foo().items()) { /* .. */ } // undefined behavior if foo() returns by value
for (T thing = foo(); auto& x : thing.items()) { /* ... */ } // OK

例如

for(auto thing = f(); auto e : thing[5])
    std::cout << e << std::endl;

Barry 7 年前

我想知道为什么 for(auto e : f()[5]) 是一个错误

我只回答这部分。原因是,基于语句的范围只是对以下内容的语法甜头,大约是:

{
    auto&& __range = f()[5]; // (*)
    auto __begin = __range.begin(); // not exactly, but close enough
    auto __end = __range.end();     // in C++17, these types can be different
    for (; __begin != __end; ++__begin) {
        auto e = *__begin;
        // rest of body
    }
}

看看第一行。会发生什么? operator[] 在一 vector 返回对该对象的引用,因此 __range 绑定到该内部引用。但是,在生产线的最后,这个临时设备超出了范围,破坏了它的所有内部结构,并且 _范围 立即是悬空引用。这里没有生存期扩展,我们从不将引用绑定到临时的。

在更正常的情况下, for(auto e : f()) 我们会绑定 _范围 到 f() 直接,哪个是将引用绑定到临时对象,以便临时对象的生存期可以延长到引用的生存期,即 for 声明。

为了增加皱纹,还有其他一些情况,像这样的间接结合仍然可以延长寿命。比如说:

struct X {
    std::vector<int> v;
};
X foo();

for (auto e : foo().v) {
    // ok!
}

但是,正如宋元耀建议的那样,最好使用带有初始值设定项的新for语句,而不是跟踪所有这些小情况。总是:

for (auto&& range = f(); auto e : range[5]) {
    // rest of body
}

虽然这在某种程度上给人一种错误的安全感,因为如果你做了两次,你仍然会有同样的问题…

for (auto&& range = f().g(); auto e : range[5]) {
    // still dangling reference
}