r值上基于范围的for循环

Posted 2023-02-22

【中文标题】r值上基于范围的for循环

【英文标题】：range based for-loop on r-value

【发布时间】：2021-08-25 20:56:00

【问题描述】：

下面的行为也不如我所愿，因为在基于范围的 for 循环进入主体之前调用了 Foo 的析构函数，从而使迭代器无效（msvc 2019）。

有没有办法在不更改以下代码中的语法的情况下“捕获” Foo 对象？我已经看到了 for 循环的 c++20 初始化程序部分，但是如果有不需要它的替代解决方案，那将是首选。

struct Foo

    Foo& operator<<(std::string s)  ...; return *this 

    auto begin() ...
    auto end() ...
   

for (auto& row : Foo() << "bar")

    // this fails because destructor of Foo is already called
    // how to extend the lifetime of the Foo object into the scope of the for loop?

【问题讨论】：

长话短说，不。临时对象的生命周期延长不会通过函数调用来延长（operator << 就是这样）

@NathanOliver 我在想Foo operator<<(std::string s) && ...; return std::move(*this); 的方向（但还没有让它工作）这似乎是一个潜在的解决方案？

就像我说的，临时对象不会通过函数调用来生存。没有办法解决这个问题。既然要使用Foo() << "bar"，那是做不到的。你可以创建一个构造函数来调用你的operator <<，然后你的语法就会变成for (auto& row : Foo("bar"))。

@NathanOliver 在上面评论的示例中，我移动了临时 Foo，并返回了新版本。正如您所说，现在为空的对象不会在函数调用中存活，但这不重要吗？

我想念你按价值返回。那应该确实有效。可能想就这样实现的功能提出一个新问题，但如果它给您带来错误/意外行为，请确保提供minimal reproducible example。

【参考方案1】：

这真的取决于你的operator<< 返回什么。

请记住，在幕后，您的基于范围的 for 循环基本上会生成如下代码：

auto && __range = Foo() << "bar" ; 
auto __begin = __range.begin() ;
auto __end = __range.end() ;
for ( ; __begin != __end; ++__begin) 
 
    auto& row = *__begin;
    ... loop_statement 
 

此代码的问题在于您的operator<< 返回一个对临时对象的引用。为了将其分配给__range，它必须按值返回。

假设您的Foo 类基本上是std::vector 的包装器，而operator<< 只是将一个对象推回该向量，那么您可以执行以下操作：

struct Foo

    Foo() : vec 
    std::vector<std::string> vec;

    auto begin()  return vec.begin();
    auto end()  return vec.end();
;

auto operator<<(Foo&& foo, std::string s)

    foo.vec.emplace_back(std::move(s));
    return std::move(foo);


auto& operator<<(Foo& foo, std::string s)

    foo.vec.emplace_back(std::move(s));
    return foo;

这里创建了两个非成员函数 operator<< 的重载，每个函数的调用取决于 foo 是否为临时对象。

Demo

【参考方案2】：

您的Foo 对象立即“死亡”。你有几个选择。例如将Foo 设为静态或在for 循环之前创建Foo 的实例。