Warum verursacht die Verwendung einer bereichsbasierten For-Schleife mit std::vector einen Fehler in C?

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Range-for-Loops und std::vector

In C bieten bereichsbasierte for-Schleifen eine bequeme Möglichkeit, Elemente in einem Container zu durchlaufen. Allerdings Bestimmte Verhaltensweisen können überraschend erscheinen, wenn sie mit Containern mit booleschen Werten verwendet werden.

Das Problem

Betrachten Sie den folgenden Code:

<code class="cpp">std::vector<int> intVector(10);
for (auto& i : intVector)
    std::cout << i;

std::vector<bool> boolVector(10);
for (auto& i : boolVector)
    std::cout << i;</code>

Die erste Schleife durchläuft erfolgreich den intVector und gibt die ganzzahligen Elemente aus. Die zweite Schleife führt jedoch zu folgendem Fehler:

error: invalid initialization of non-const reference of type ‘std::_Bit_reference&’ from an rvalue of type ‘std::_Bit_iterator::reference {aka std::_Bit_reference}’
for (auto& i : boolVector)

Der Grund

Dieser Fehler tritt auf, weil sich std::vector Anstatt seine Elemente an einzelnen Speicherorten zu speichern, packt es boolesche Werte in Ganzzahlen (32 Bit pro booleschen Wert). Als Ergebnis geben seine Iteratoren ein Proxy-Objekt zurück, das durch Bitmaskierung Zugriff auf die einzelnen booleschen Werte ermöglicht.

Die Lösung

Um einen std::vector zu durchlaufen, besteht die korrekte Syntax darin, auto&& zu verwenden, das an eine L-Wert-Referenz bindet, wenn eine solche angegeben ist, oder den temporären Proxy beibehält, wenn dies der Fall ist :

<code class="cpp">for (auto&& i : boolVector)
    std::cout << i;</code>

Durch die Verwendung von auto&& kollabiert der Compiler korrekt in eine L-Wert-Referenz, wenn er echte boolesche Wertreferenzen erhält, oder bindet und hält die temporären Proxys am Leben, wenn er Verweise auf Proxys erhält.

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