在遍历动态向量时使用auto的异常行为

Unusual behavior with auto while traversing a dynamic vector

本文关键字：auto 异常 遍历 动态 向量      更新时间：2023-10-16

我正在遍历一个带有auto(附加代码)的向量。在遍历时，我还在后面添加了一些元素。我没有预料到我得到的输出。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
vector <int> dynamic_vector;
void access( )
{
    for ( auto i : dynamic_vector ) {
        if ( i == 3 ) {
            dynamic_vector.push_back( 4 );
            dynamic_vector.push_back( 5 );
        }
        cout << i << endl;
    }
}
int main() {
    dynamic_vector.push_back( 1 );
    dynamic_vector.push_back( 2 );
    dynamic_vector.push_back( 3 );
    access( );
    return 0;
}
输出:

1
2
3

我期望从1到5的所有数字都会被打印出来。我不明白怎么用汽车穿越?

除了宋元尧回答中指出的问题外，您呈现的代码是未定义行为。首先，有可能因为push_back而需要重新分配vector，然后所有迭代器都无效，因此对循环变量进行自增是未定义的行为。

查看push_back的文档:

如果new size()大于capacity()，则所有迭代器和引用(包括过端迭代器)无效。否则，只有过末端迭代器失效。

，我想说，在任何情况下，在基于范围的for语句中向vector对象追加操作都是未定义的行为，因为end迭代器总是无效的。基于范围的for存储了初始end()迭代器的副本，并且该迭代器在第一个push_back之后失效。这与您的输出相匹配，因为它仍然指向三元素向量的原始末端。但是，您不应该依赖于此行为。

不幸的是，我在标准中找不到"无效迭代器"语义的严格定义。§24.2.1.11规定无效迭代器可以是单数，但只声明对其解引用可能是未定义的行为。没有语义可以比较它们，但考虑到vector的一种实现是使用内部存储之后的下一个内存地址，并且当vector重新分配时该地址会发生变化，我认为循环是未定义行为。

这叫做基于范围的for循环。

基于range的for语句[stmt.range]:

在每种情况下，基于范围的for语句都相当于

{
  auto && __range = range-init;
  for ( auto __begin = begin-expr,
             __end = end-expr;
        __begin != __end;
        ++__begin ) {
    for-range-declaration = *__begin;
    statement
  }
}

注意等效的伪代码，__end(和__begin)将只在循环开始时设置一次。在您的示例中，在循环的最后一次push_back操作之后，迭代器可能无效。如果是，则它们的增量和比较将依赖于实现。这意味着，作为一种可能性，__end和__begin将保持不变，循环计数不会改变。

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