为什么非 const vector<bool> 元素是 const？

Question

当我迭代 vector<bool> 时，我发现通过迭代器解除引用的元素被识别为就好像它们是常量一样。这是为什么？更改容器或元素类型，例如 list<bool> 或 vector<short>，并且元素是非常量。此代码显示了我在说什么：

typedef bool T;
#define C vector
istringstream &operator>>(istringstream &iss, T &v)
{
    cout << "non-const" << endl;
    return iss;
}

istringstream &operator>>(istringstream &iss, const T &v)
{
    cout << "const" << endl;
    return iss;
}

istringstream &operator>>(istringstream &iss, C<T> &c)
{
    for (C<T>::iterator it = c.begin(); it != c.end(); ++it)
    {
        iss >> *it;
    }
    return iss;
}

int main()
{
    C<T> c(1);
    istringstream iss("1");
    iss >> c;
}

对于 vector<bool>，此程序将 "const" 打印到控制台。将顶部的 typedef 和清单常量更改为除这两个组合之外的任何内容，它会打印 "non-const." 此外，如果我将行 iss >> *it 替换为 T v; iss >> v; *it = v;，它会按预期工作 - - 所有组合打印 "non-const."

我在 GCC 4.1.2 C++98（通过 codepad.org）和 VS2015 C++14+（？）中看到相同的行为。

Answer 1

尽管名称如此，vector<bool> 不包含 bool，并且取消引用其迭代器不会给您 bool&。相反，它给你一个 vector<bool>::reference 类型的对象，它试图尽可能地模仿 bool& 的行为。

无法将 vector<bool>::reference 转换为 bool&，因此非常量重载不起作用。但是，vector<bool>::reference 可以转换为 bool，然后可以绑定到 const bool&.

Answer 2

std::vector<bool> 是 std::vector 的特化，它充当 space-高效的动态位集。从 begin() 和 end() 返回的迭代器实际上指向代表布尔值的代理 class 类型的对象。

取消引用迭代器返回的引用是 class 类型的纯右值，而不是实际的布尔值。它被转换为 bool 类型的纯右值，因此这就是为什么重载引用 const 是优先的（右值可以绑定到对 const 的引用）。

Answer 3

为了节省内存，vector<bool> 不是 bool 的实际数组。一个 bool 值只需要存储一个位，但可能的最小大小是 1byte = 8bits。因此，通过不使用简单的实现，您可以获得比简单的 bool 数组提供的存储效率高 8 倍的存储效率（就内存而言）。

然而，结果是 vector<bool> 的元素不是 bool 而是 vector<bool>::reference，它与 bool& 几乎但不完全相同。大多数操作都在这里，但有些不是（例如 |=）

您仍然可以将它转换为 bool，或者用它初始化一个新的 const bool 对象...然后用这个新对象做任何您想做的事情

为什么非 const vector<bool> 元素是 const？

Why are non-const vector<bool> elements const?

c++

vector

boolean

constants

extraction-operator