为啥在这个例子中有“for(auto& x : v)”而不是“for(auto x : &v)”？

Posted 2023-02-21

【中文标题】为啥在这个例子中有“for(auto& x : v)”而不是“for(auto x : &v)”？

【英文标题】：Why in this example there is "for(auto& x : v)" and not "for(auto x : &v)"?为什么在这个例子中有“for(auto& x : v)”而不是“for(auto x : &v)”？

【发布时间】：2019-08-08 09:42:43

【问题描述】：

我在 Bjarne Stroustrup 的 C++ 编程语言（第 4 版）中找到了这段代码。

在这个例子中，就我的理解而言，我们递增 x 而不将 v 的值复制到 x 中。我的问题是，为什么我们引用 x 而不是 v？

我试图通过分解问题并将其写在纸上来理解问题，简化了内存中会发生的事情，但我不明白。

void increment()

   int v[]=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;

   for(auto& x : v)
      
        ++x;
      

【问题讨论】：

auto& x 将x 声明为对某事物的引用，并且在循环int 数组的上下文中（v 是什么），那么我们让编译器推断出@987654327 @ 是对 int 的引用。如果你写for (int& x : v)，你会得到同样的结果。

我认为你需要仔细阅读en.cppreference.com/w/cpp/language/range-for。它应该有帮助；）

for (auto &x : v) 表示在每次循环迭代中，x 是对 v 元素的引用。 for (auto x : &v) 将意味着x 是&v 的元素的值，这是没有意义的，因为&v 是v 的地址并且不是容器（即它不代表元素范围） .

还请记住，与许多其他运算符一样，& 可能意味着不同的含义，具体取决于上下文。在例如的上下文中auto& x（或int& x）然后它用于声明一个作为引用的变量。在&v 的上下文中，这是创建指向v（int (*)[10] 类型）的指针的地址运算符，这似乎不是预期的。

【参考方案1】：

这是一个很好的初学者问题。看看 cppreference 在range-based for loops 上有什么。因为v是数组类型，所以上面的sn-p展开为

    auto && __range = v;

    for (auto __begin = __range, __end = (__range + bound);
        __begin != __end; ++__begin)
    
        auto& x = *__begin;
        ++x
    
 

其中“bound 是数组中元素的数量（如果数组大小未知或类型不完整，则程序格式错误）”[来自上述链接的引用]。

我们可以看到，这种基于范围的 for 循环背后的机制确保我们在此处作用于对 v 的左值引用：auto && __range = v 使用类型推导和转发引用，这样做是正确的。

简而言之，通过循环中的auto& x 部分，您可以控制在取消引用指向范围的迭代器时初始化的内容 (*__begin)。例如，auto& x 获得对范围内元素的引用（可以更改，影响范围），const auto& x 获得const 限定范围内元素的引用（这你不能变异）。您可以使用auto x 获得每个元素的副本，并使用const auto x 获得每个元素的const 限定副本，但后者几乎没有用处。

【参考方案2】：

因为for 循环正在更改数组元素，所以您需要一个对每个元素的引用以递增它们。

如果你有错误：

for(auto x : v)

    ++x;

v 中的任何内容都不会改变，因为 x 是数组元素的副本。

制作：

for(auto x : &v)

    ++x;

无法编译，因为&v 是数组的地址（不是数组中的第一个元素的地址，因为v是）并且是在范围表达式中无效。

但使用：

for(auto& x : v)

    ++x;

现在使x 成为v 中元素的引用，因此可以更改它们。

【讨论】：

“只是你通过引用引用了v”。按地址而非参考。

@Fareanor 正确 - 看到 & 符号并错误地看到了参考！答案已更正。

取V的地址，不会编译出错吗？

@JVApen 正确 - 认为这是经过测试的，但显然没有。编译失败：无效的范围表达式。答案已更正。