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由于 valgrind 中的一些分段错误和警告，我发现这段代码不正确，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是从一个临时的并且丢失在循环中的。

当然，一种解决方法是

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

但是，我想知道为什么for(auto e : f()[5])会出现错误，以及是否有更好的方法或某种设计方法，f甚至是容器（std::vector）来避免这种陷阱。

使用迭代器循环更清楚为什么会发生这个问题（begin并且end来自不同的临时对象）

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

但在 for-range 循环中，如第一个示例所示，似乎很容易犯此错误。

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我想知道为什么for(auto e : f()[5])会出错

我只回答这部分。原因是基于范围的 for 语句只是语法糖，大约：

{
    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。怎么了？operator[]on avector返回对该对象的引用，因此__range绑定到该内部引用。但随后临时值在行尾超出范围，破坏了其所有内部结构，并__range立即成为悬空引用。这里没有生命周期延长，我们从不绑定对临时的引用。

在更正常的情况下for(auto e : f())，我们会直接绑定__range到，即将引用绑定到临时文件，以便临时文件的生命周期延长到引用的生命周期，这将是完整的语句。f()for

为了增加更多的皱纹，在其他情况下，像这样的间接绑定仍然可以延长寿命。比如，说：

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

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

但是，与其尝试跟踪所有这些小案例，不如像 Songyuanyao 建议的那样，始终使用带有初始化程序的新 for 语句......

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

虽然在某种程度上这给人一种虚假的安全感，因为如果你做了两次，你仍然会遇到同样的问题......

for (auto&& range = f().g(); auto e : range[5]) {
    // still dangling reference
}
于 2018-07-20T10:49:22.897 回答
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请注意，直接使用临时作为范围表达式是可以的，它的生命周期将被延长。但是对于f()[5]，f()返回的是临时的，它是在表达式中构造的，它会在构造它的整个表达式之后被销毁。

从 C++20 开始，您可以使用 init-statement for range-based for 循环来解决此类问题。

（强调我的）

如果 range_expression 返回一个临时值，则它的生命周期会延长到循环结束，如绑定到右值引用 __range 所示，但要注意 range_expression 内的任何临时值的生命周期都不会延长。

可以使用 init-statement 解决此问题：

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;
于 2018-07-20T06:52:24.170 回答