c++ - 数据成员和右值生命周期

Question

不知何故受到 Expression templates and C++11 中表达式模板代码的启发，由 Paul Preney 撰写，我决定测试以下内容:

template<typename T>
struct X
{
    X(T t) : t(std::forward<T>(t)) {}

    T t;
};

template<typename T>
auto CreateX(T&& t) -> X<decltype(std::forward<T>(t))>
{
    return X<decltype(std::forward<T>(t))>(std::forward<T>(t));
}

然后，我用它来生成 X<const vector<int>&> 的实例和 X<vector<int>&&>如下:

int main()
{
    int vec = {1,2,3,4};

    auto x1 = CreateX(vec);
    auto x2 = CreateX(vector<int>{5,6,7,8});

    cout << "x1: "; for(auto x : x1.t) cout << x << " "; cout << endl;
    cout << "x2: "; for(auto x : x2.t) cout << x << " "; cout << endl;
}

输出是:

x1: 1 2 3 4 
x2: 0 0 33 0 0 0 7 8 

这表明临时的生命周期 vector<int>{5,6,7,8}未被扩展，右值引用成员 X::t绑定(bind)到其他东西。

好的，从这个答案What is the lifetime of the class data member which const reference to a rvalue? ，我知道这是预期的行为。

但是，这里的问题是:Paul Preney 在 Expression templates and C++11 中的代码有何不同？只要右值引用成员存在，就允许临时 vector 存在？请参阅他的案例 2，其中创建了临时对象。

显然，此处使用了相同的构造，但我可能遗漏了一些东西。

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编辑:根据下面 R. Martinho Fernandes 的回答，我尝试了以下操作:

int main()
{
    using namespace std;

    auto expr = math_vector<3>{1.0, 1.1, 1.2} + math_vector<3>{2.0, 2.1, 2.2};

    cout << "vec1: "; for(int i = 0; i < 3; ++i) cout << expr.le()[i] << " "; cout << endl;
    cout << "vec2: "; for(int i = 0; i < 3; ++i) cout << expr.re()[i] << " "; cout << endl;
}

事实证明，这是一个输出的有效代码:

vec1: 1.0 1.1 1.2
vec2: 2.0 2.1 2.2

因此，显然存储在表达式模板中的引用不是悬挂的。这是怎么回事？

Answer 1

what is different in Paul Preney' code in Expression templates and C++11 that permits the temporary vectors to exist as long as the rvalue-references members exist?

任何事情都不允许这样的事情发生。

那里的临时 vector 一直存在到完整表达式的末尾，就像任何其他未绑定(bind)到局部引用变量的临时 vector 一样。这在 Paul 的代码中就足够了，因为代码立即将表达式树具体化为实际的 math_vector，之后就不再需要临时变量了。

Paul 的代码没有在任何地方存储任何表达式模板节点 (math_vector_expr)，而您的代码将一个 (X) 存储为 x2。这是 auto 的一个已知问题:当您使用表达式模板时，它会做错事，因为它会导致存储表达式树，这可能包含会立即变为悬空的引用。

为了说的清楚，下面这样就好了。

math_vector<3> result =
    math_vector<3>{1.0, 1.1, 1.2} +
    math_vector<3>{2.0, 2.1, 2.2} +
    math_vector<3>{3.0, 3.1, 3.2} +
    math_vector<3>{4.0, 4.1, 4.2}
; // no references are held to any temporaries past this point

下面的不行。

math_vector_expr<3> result =        // or auto
    math_vector<3>{1.0, 1.1, 1.2} +
    math_vector<3>{2.0, 2.1, 2.2} +
    math_vector<3>{3.0, 3.1, 3.2} +
    math_vector<3>{4.0, 4.1, 4.2}
; // result now holds references to those temporaries