std::list and std::for_each：我的尽头在哪里？

Question

考虑以下最小示例：

#include <functional>
#include <algorithm>
#include <list>

int main() {
    std::list<std::function<void()>> list;
    list.push_back([&list](){ list.push_back([](){ throw; }); });
    std::for_each(list.cbegin(), list.cend(), [](auto &&f) { f(); });
}

它在运行时编译并抛出异常。
我的猜测是只有第一个 lambda 由 std::for_each 执行，但显然我错了：如果我在列表末尾附加另一个 lambda，迭代也会到达那个 lambda。

让我们还原示例（push_front 而不是 push_back 和 crbegin/crend 而不是 cbegin/cend）：

#include <functional>
#include <algorithm>
#include <list>

int main() {
    std::list<std::function<void()>> list;
    list.push_front([&list](){ list.push_front([](){ throw; }); });
    std::for_each(list.crbegin(), list.crend(), [](auto &&f) { f(); });
}

由于前面的示例，我预计它也会编译并崩溃。
相反，它会编译并且不会崩溃。这次推到列表前面的函数没有执行。

问题很简单：这是正确的吗？
为什么这两个例子如此违反直觉？

在第一种情况下，我期待的是不同的东西，但我错了，这不是问题。
不管怎样，我希望这两个循环之间是一致的。我的意思是，第二个函数在一种情况下执行，而在另一种情况下不执行，但我从 begin 迭代到 end 在这两种情况下。
我的推理有什么问题？

Answer 1

说实话，你得到的结果似乎是我所期望的。让我们通过你的第一个例子：

1.

list.push_back([&list](){ list.push_back([](){ throw; }); });

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
v
[lambda]----[end]

2 .开始遍历列表

迭代 1：

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
v
[lambda]----[end]
^
+-- current

f() 呼叫 list.push_back([](){ throw; });

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
v
[lambda]----[inner_lambda]----[end]
^
+-- current

迭代 2：(++current)

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
v
[lambda]----[inner_lambda]----[end]
            ^
            +-- current

f() 呼叫 throw;

结束

现在我们换个方向。

首先，看看反向迭代器实际上是如何表示的——这很重要（图片来自 cppreference）：

重要的部分是：反向结束指向正常开始。但问题是，对于列表，一个可以在 begin 之前插入一些东西，但在 end 之后是不可能的。这个不变量被反向迭代器打破了。

1.

list.push_front([&list](){ list.push_front([](){ throw; }); });

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
|
|+-- list.rend().base()
||
||          +-- list.rbegin().base()
vv          v
[lambda]----[end]

2 .开始遍历列表

迭代 1：

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
|
|+-- list.rend().base()
||
||          +-- list.rbegin().base()
vv          v
[lambda]----[end]
    ^           ^
    |           +---- current
    |
    +--------- passed list.rend()

*current 产生 [lambda].

f() 呼叫 list.push_front([](){ throw; });

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
|
|+-- list.rend().base()
||
||                            +-- list.rbegin().base()
vv                            v
[inner_lambda]----[lambda]----[end]
                      ^           ^
                      |           +---- current
                      |
                      +--------- passed list.rend().base()

请注意，传递的 list.rend().base() 没有改变 - 但它不再指向第一个（经过最后一个反转的）元素。

迭代 2：(++current)

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
|
|+-- list.rend().base()
||
||                            +-- list.rbegin().base()
vv                            v
[inner_lambda]----[lambda]----[end]
                      ^  ^
                      |  +---- current
                      |
                      +--------- passed list.rend().base()

current == passed list.rend().base()

结束

现在让我们试试另一个由于我的错误这部分与列表的前向迭代相关:

1.

list.push_front([&list](){ list.push_front([](){ throw; }); });

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
v
[lambda]----[end]

2 .开始遍历列表

迭代 1：

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
v
[lambda]----[end]
^
+-- current

f() 呼叫 list.push_front([](){ throw; });

current 的迭代器没有失效and/or指向它已经指向的其他地方。

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
v
[inner_lambda]----[lambda]----[end]
                  ^
                  +-- current

迭代 2：(++current)

列表状态：

+-- list.begin() (not necessarily what has been passed to for_each)
v
[inner_lambda]----[lambda]----[end]
                              ^
                              +-- current

结束

std::list and std::for_each：我的尽头在哪里？

std::list and std::for_each: where is my end?

c++

foreach

iterator

stdlist