std :: begin和R-values

Question

最近我试图修复一个相当困难的const-correctness编译器错误。 它最初表现为Boost.Python内部的多段模板呕吐错误。

但这是无关紧要的：它都归结为以下事实：C ++ 11 std::begin和std::end迭代器函数不会重载以获取R值。

std::begin的定义是：

template< class C >
auto begin( C& c ) -> decltype(c.begin());

template< class C >
auto begin( const C& c ) -> decltype(c.begin());

因此，由于没有R值/通用引用重载，如果您传递一个R值，您将获得一个const迭代器。

那我为什么要关心？ 好吧，如果您有某种“范围”容器类型，即像“视图”，“代理”或“切片”或某些容器类型，它们呈现另一个容器的子迭代器范围，通常非常方便使用R值语义并从临时切片/范围对象中获取非const迭代器。 但是使用std::begin ，你运气不好，因为std::begin将始终为R值返回一个const-iterator。 这是一个老问题，C ++ 03程序员经常在C ++ 11给我们R值的前一天感到沮丧 - 即临时问题总是绑定为const 。

那么，为什么不将std::begin定义为：

template <class C>
auto begin(C&& c) -> decltype(c.begin());

这样，如果c是常量，我们得到一个C::const_iterator和一个C::iterator 。

起初，我认为原因是为了安全。 如果你将一个临时文件传递给std::begin ，就像这样：

auto it = std::begin(std::string("temporary string")); // never do this

...你得到一个无效的迭代器。 但后来我意识到这个问题仍然存在于当前的实现中。 上面的代码只会返回一个无效的const -iterator，在解除引用时可能会出现段错误。

那么，为什么std::begin 没有被定义为采用R值（或更准确地说，是通用引用 ）？ 为什么有两个重载（一个用于const ，一个用于non-const ）？

Answer 1

上面的代码只会返回一个无效的const-iterator

不完全的。 迭代器将一直有效，直到迭代器引用的临时表达式的完整表达式的结尾为止。所以类似于

std::copy_n( std::begin(std::string("Hallo")), 2,
             std::ostreambuf_iterator<char>(std::cout) );

仍然是有效的代码。 当然，在您的示例中， it在语句末尾无效。

修改临时或xvalue会有什么意义？ 这可能是范围访问者的设计者在提出声明时所考虑的问题之一。 他们没有考虑.begin()和.end()返回的迭代器在其生命周期内有效的“代理”范围; 也许是因为在模板代码中，它们无法与正常范围区分开来 - 我们当然不希望修改临时非代理范围，因为这是毫无意义的，可能会导致混淆。

但是，您不需要首先使用std::begin ，而是可以使用using-declaration声明它们：

using std::begin;
using std::end;

并使用ADL。 这样就可以为Boost.Python（os）使用的类型声明命名空间范围的begin和end重载，并规避std::begin的限制。 例如

iterator begin(boost_slice&& s) { return s.begin(); }
iterator end  (boost_slice&& s) { return s.end()  ; }

// […]

begin(some_slice) // Calls the global overload, returns non-const iterator

为什么有两个重载（一个用于const，一个用于非const）？

因为我们仍然希望支持rvalues对象（并且它们不能被T&形式的函数参数占用）。