Warum verursacht die Verwendung einer bereichsbasierten For-Schleife für „std::vector“ einen Fehler?

Range-for-Loops und std::vector verstehen

In C vereinfachen bereichsbasierte for-Schleifen die Iteration Behälter. Allerdings kann es zu unerwartetem Verhalten kommen, wenn versucht wird, diese Schleifen mit bestimmten Containertypen wie std::vector zu verwenden.

Beachten Sie den folgenden Codeausschnitt:

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

Dieser Code iteriert über die intVector-Sammlung und gibt jedes Element aus. Ersetzen Sie jedoch intVector durch ein std::vector boolVector:

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

Dieser geänderte Code führt zu einem 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}’

Zugrundeliegender Mechanismus:

Die Diskrepanz entsteht, weil std:: Vektor funktioniert anders als andere Vektortypen. In den meisten std::vector-Varianten verweisen Iteratoren auf Referenzen des Elementtyps und ermöglichen so den direkten Zugriff und die Änderung über auto&. Dies ist jedoch bei std::vector nicht der Fall.

std::vector speichert boolesche Werte effizient, indem es sie in Ganzzahlen packt. Infolgedessen geben Iteratoren ein spezielles Proxy-Objekt zurück, das eine Bitmanipulation durchführt, um den booleschen Wert abzurufen. Dieser Proxy ist ein R-Wert (temporär), der nicht an eine L-Wert-Referenz (auto&) gebunden werden kann.

Lösung:

Um dieses Problem zu beheben, verwenden Sie auto&&& im Bereich -basierte Schleife:

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

Die Auto&&&-Syntax prüft den Typ der Iteratorreferenz. Wenn es sich um eine L-Wert-Referenz handelt, bleibt sie gleich; Andernfalls bindet es sich an den temporären Proxy und behält diesen bei, sodass der Code korrekt ausgeführt werden kann.

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