unordered_map 上的 C++ 未定义行为作为基于范围的 for 循环中的右值

Question

我讨厌添加关于堆栈溢出未定义行为的无数问题，但这个问题让我感到困惑。

当对内联创建的 unordered_map 使用基于范围的 for 循环时，我得到了意想不到的结果。在首次分配给变量的 unordered_map 上使用相同的循环时，我得到了预期的结果。

我希望两个循环都打印 1，但这不是我观察到的。

如果能帮助理解正在发生的事情，我们将不胜感激。谢谢!

我在 Debian 10 上运行 g++ 8.3.0

#include <algorithm>
#include <unordered_map>
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {

        for (const int i : std::unordered_map<int, std::vector<int>> {{0, std::vector<int> {1}}}.at(0)) {
                std::cout << i << std::endl; //prints 0
        }

        std::unordered_map<int, std::vector<int>> map {
                {0, std::vector<int> {1}}
        };

        for (const int i : map.at(0)) {
                std::cout << i << std::endl; //prints 1
        }

}

Answer 1

问题在于您创建了一个临时 std::unordered_map 并返回对其内容之一的引用。让我们检查此处发生的两个行为:

1。基于范围的扩展:

来自 the question you linked in the comments我们可以看到如下语法:

for ( for-range-declaration : expression ) statement

直接翻译成以下内容:

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

重要的是要了解当您创建一个临时值或提供一个左值时，将创建一个对它的引用 (auto&& __range)。如果我们正在处理左值，我们会遇到我们期望的结果。然而，当 range-init 返回一个临时对象时，事情就变得更有趣了。我们遇到了生命周期延长。

2。生命周期延长:

这比看起来要简单得多。如果您返回一个临时对象以初始化(绑定(bind))对它的引用，所述对象的生命周期将延长以匹配所述引用的生命周期。这意味着如果 range-init 返回一个临时文件，保存对它的引用 (__range) 会将该临时文件的生命周期延长到我复制的代码的最后一个花括号- 粘贴在上面。这就是那些最外层括号的原因。

您的情况:

在您的情况下，我们遇到了一个相当棘手的情况。检查你的循环:

for (const int i : std::unordered_map<int, std::vector<int>> {{0, std::vector<int> {1}}}.at(0)) {
    std::cout << i << std::endl;
}

我们必须承认两件事:

1. 您创建一个临时的 std::unordered_map。
2. range-init 不是指您的 std::unordered_map。它指的是 .at(0) 返回的值 - 来自该映射的值。

这会导致以下结果 - 您的 map 的生命周期不会延长。这意味着它的析构函数将在完整表达式的末尾被调用(在 ; 来自 auto && __range = range-init;)。当 std::unordered_map::~unordered_map 被调用时，它会调用它所管理的一切的析构函数——例如它的键和值。换句话说，该析构函数调用将调用您通过 at(0) 调用获得引用的 vector 的析构函数。您的 __range 现在是悬空引用。