使用 'auto' 进行迭代时，'&' 符号有什么作用

Question

最近我在 C++ 中使用 auto 时遇到了非常非常奇怪的问题，只是......看看下面的代码片段：

我的主要功能：

#include <list>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
int main(){ 
    int a = 10, b = 20, c = 30;
    list<int> what;
    what.push_back(a);
    what.push_back(b);
    what.push_back(c);

    read(what);

    return 0;
}

这里的函数是：

void read(const list<int>& con){

    for (auto it : con){
        printf("%p\n", &it);
        cout << it << endl;
    }
    return ;
}

这是输出：

0x7fffefff66a4
10
0x7fffefff66a4
20
0x7fffefff66a4
30

这到底是什么？ 相同地址但内容不同 !?

更奇怪的是，如果我通过添加 '&'
来修改 for 循环即：

for (auto& it : con){

所有输出立即有意义，地址将通过迭代更改

所以我的问题是，
为什么'&'符号在这种情况下会发生变化？

Answer 1

让我们先看看 : 循环语法的扩展版本。

for( auto it: container) {
    ...
}

在概念上与

相同

for( auto _it = container.begin(); _it != container.end(); it++) {
    auto it = *_it;
    ...
}

而参考表格：

for( auto& it: container)

与

相同

for( auto _it = container.begin(); _it != container.end(); it++) {
    auto &it = *_it;
    ...
}

所以在第一种情况下 it 是容器中项目的 copy，在第二种情况下它是一个（左值）它的引用，因此如果你在第二个循环中修改it，它会影响容器

中的项目

地址问题也可以这样解释：在copy例子中，局部变量在每次循环迭代中总是有相同的地址（因为它们的生命周期不重叠，编译器没有理由不在堆栈中使用相同的地址），认为如果你分解一个函数中的代码，你可能会观察到它在不同的函数调用中发生变化（因为堆栈大小可能不同），在 reference 示例地址每次都不同，因为获取引用的地址将产生被引用对象的地址（在这种情况下，容器中的项目）

Answer 2

请注意，在您的案例中，auto 代表 int。所以这是一条红鲱鱼。考虑

for (int i = 0; i < 10; ++i){
    int j = i;
    cout << (void*)&j << '\n';
}

由于 j 具有自动存储持续时间，它很可能每次都使用相同的地址创建 - 但指向不同的值 - ，j 被压入然后从堆栈弹出每次迭代（让我们搁置编译器优化）。这就是您使用 for (auto it : con){ 的情况。 it 具有 自动存储期限。

写的时候

for (auto& it : con){

it 是容器 con 中对 int 的引用，因此其地址在每次迭代中都会不同。

Answer 3

for (auto it : con){
Same address with different content !?

这对于具有自动存储持续时间的变量来说是非常典型的。这与C++中的auto^†无关。如果您使用 int:

，您将得到相同的结果

for (int it : con){

it（以及循环中的每个自动变量）的生命周期只是一次迭代。由于上一次迭代it的生命周期结束，下一次迭代可以重新使用相同的内存，这就是地址相同的原因。

Why does the '&' sign make a change under this circumstance?

因为 T& 声明了一个引用来键入 T。引用变量不同于非引用（对象变量）。不是像对象那样持有一个值，而是 "refers" 对另一个对象的引用。

在引用上使用addressof运算符时，结果将是引用对象的地址；不是引用的地址（它甚至可能没有地址，因为它不是对象）。这就是后一种情况下地址发生变化的原因。在这种情况下，引用将引用存储在 what 节点中的 int 对象（因为 con 本身是一个引用，并引用传递的对象）。

† 我在 C++ 中提到，因为在 C 中 auto 实际上是一个存储 class 修饰符，表示自动存储 class。它在标准 C++ 中从来没有这种含义，它在 C 中的使用也已过时。是B语言残留的关键字。

在 C++ 中，auto 声明一个将从上下文中推导出来的类型。

使用 'auto' 进行迭代时，'&' 符号有什么作用

What does the '&' sign do when using 'auto' for iteration

c++

for-loop

reference

auto

c++11