unordered_map::find() 和两个迭代器

Question

拥有一个带有私有成员的类

std::unordered_map<std::string, size_t> myMap;

以及对应的getter

std::unordered_map<std::string, size_t> getMyMap() const {return myMap;}

我通过两次应用 std::unordered_map::find() 观察到奇怪的行为，每次都保存返回的迭代器，例如

auto pos1 = test.getMyMap().find("a");
auto pos2 = test.getMyMap().find("a");

尽管我寻找相同的键“a”，但迭代器指向不同的元素。下面的示例代码说明了这个问题：

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <vector>
#include <string>

class MyMap{
 public:
  MyMap(){
    myMap= {
      {"a", 1},
      {"b", 2}
    };
  }

  std::unordered_map<std::string, size_t> getMyMap() const {return myMap;}

private:
  std::unordered_map<std::string, size_t> myMap;
};

int main(){

  MyMap test;

  auto pos1 = test.getMyMap().find("a");
  auto pos2 = test.getMyMap().find("a");
  std::cout << pos1->first << "\t" << pos1->second << std::endl;
  std::cout << pos2->first << "\t" << pos2->second << std::endl;
}

使用 g++ -std=c++11 编译并运行给出

b   2
a   1

第一行出乎意料的地方。它应该是“1”。

把代码改成

  auto pos3 = test.getMyMap().find("a");
  std::cout << pos3->first << "\t" << pos3->second << std::endl;
  auto pos4 = test.getMyMap().find("a");
  std::cout << pos4->first << "\t" << pos4->second << std::endl;

产生正确的输出

a   1
a   1

此外，只需在主文件中创建一个 unordered_map 并应用 find() 即可。似乎问题与 getter 方法有关，可能与返回值优化有关。你对这种现象有什么解释吗？

Answer 1

这是因为您的代码中有undefined behavior。 getMyMap 返回地图的副本，该副本在表达式 test.getMyMap().find("a") 完成后被破坏。

这意味着您有两个指向不再存在的地图的迭代器。

解决方案很简单：让getMyMap 改为返回一个常量引用：

std::unordered_map<std::string, size_t> const& getMyMap() const;

---

它似乎在后一种情况下起作用，因为这是一个未定义行为的陷阱，它有时可能看起来像它起作用，而实际上它不起作用。

Answer 2

test.getMyMap().find("a"); 在原始myMap 的副本上执行find，该副本在表达式完成后被破坏，使迭代器pos1 和pos2 变为不存在的映射，调用未定义的行为

相反，您可以玩如下：

  auto mymap = test.getMyMap() ;   // Store a copy

  auto pos1 = mymap.find("a");    // Then do stuff on copy
  auto pos2 = mymap.find("a");