c++ - 遍历动态 vector 时 auto 的异常行为

Question

我正在使用自动遍历 vector (附加代码)。在遍历的同时，我还在后面附加了一些元素。我没想到会得到这样的输出。

#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

我原以为从 1 到 5 的所有数字都会被打印出来。我无法理解如何使用 auto 进行遍历？

Answer 1

除了songyuanyao的回答指出的问题外，你给出的代码是undefined behavior。首先，可能因为 push_back 需要重新分配 vector，然后所有迭代器都无效，因此递增循环变量是未定义的行为。

查看the documentation for push_back :

If the new size() is greater than capacity() then all iterators and references (including the past-the-end iterator) are invalidated. Otherwise only the past-the-end iterator is invalidated.

，我会说在基于范围的 for 语句中附加到 vector 在任何情况下都是未定义的行为，因为结束迭代器总是无效的。基于范围的 for 存储初始 end() 迭代器的拷贝，并且此迭代器在第一个 push_back 之后失效。这与您的输出匹配，因为它仍然指向三元素 vector 的原始端。但是，您不应依赖此行为。

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 说无效的迭代器可能是单数的，但只说明取消引用它们可能是未定义的行为。没有比较它们的语义，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 重新分配时该地址发生变化，我会说循环是未定义的行为。