std :: begin和R-values

Question

最近我試圖修復一個相當困難的const-correctness編譯器錯誤。 它最初表現為Boost.Python內部的多段模板嘔吐錯誤。

但這是無關緊要的：它都歸結為以下事實：C ++ 11 std::begin和std::end迭代器函數不會重載以獲取R值。

std::begin的定義是：

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

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

因此，由於沒有R值/通用引用重載，如果您傳遞一個R值，您將獲得一個const迭代器。

那我為什么要關心？ 好吧，如果您有某種“范圍”容器類型，即像“視圖”，“代理”或“切片”或某些容器類型，它們呈現另一個容器的子迭代器范圍，通常非常方便使用R值語義並從臨時切片/范圍對象中獲取非const迭代器。 但是使用std::begin ，你運氣不好，因為std::begin將始終為R值返回一個const-iterator。 這是一個老問題，C ++ 03程序員經常在C ++ 11給我們R值的前一天感到沮喪 - 即臨時問題總是綁定為const 。

那么，為什么不將std::begin定義為：

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

這樣，如果c是常量，我們得到一個C::const_iterator和一個C::iterator 。

起初，我認為原因是為了安全。 如果你將一個臨時文件傳遞給std::begin ，就像這樣：

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

...你得到一個無效的迭代器。 但后來我意識到這個問題仍然存在於當前的實現中。 上面的代碼只會返回一個無效的const -iterator，在解除引用時可能會出現段錯誤。

那么，為什么std::begin 沒有被定義為采用R值（或更准確地說，是通用引用 ）？ 為什么有兩個重載（一個用於const ，一個用於non-const ）？

Answer 1

上面的代碼只會返回一個無效的const-iterator

不完全的。 迭代器將一直有效，直到迭代器引用的臨時表達式的完整表達式的結尾為止。所以類似於

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

仍然是有效的代碼。 當然，在您的示例中， it在語句末尾無效。

修改臨時或xvalue會有什么意義？ 這可能是范圍訪問者的設計者在提出聲明時所考慮的問題之一。 他們沒有考慮.begin()和.end()返回的迭代器在其生命周期內有效的“代理”范圍; 也許是因為在模板代碼中，它們無法與正常范圍區分開來 - 我們當然不希望修改臨時非代理范圍，因為這是毫無意義的，可能會導致混淆。

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

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

並使用ADL。 這樣就可以為Boost.Python（os）使用的類型聲明命名空間范圍的begin和end重載，並規避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

為什么有兩個重載（一個用於const，一個用於非const）？

因為我們仍然希望支持rvalues對象（並且它們不能被T&形式的函數參數占用）。