std::list 和 std::for_each：我的结局在哪里？

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std::for_each 只执行了第一个 lambda，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。

让我们恢复示例（push_front 代替 push_back 和 crbegin/crend 代替 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，它编译并且不会崩溃。这一次，推到列表最前面的函数没有被执行。

问题很简单：这样对吗？
为什么这两个例子如此违反直觉？

在第一种情况下，我期待一些不同的东西，但我错了，这不是问题。
无论如何，我会期望两个循环之间的连贯性。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，但是在这两种情况下我都从 begin 迭代到 end 。
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。让我们来看看你的第一个例子：

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​.开始迭代列表

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

---

---

现在让我们换个方向。

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

重要的部分是：反向结束点到正常开始。但问题是，对于列表，可以在begin 之前插入一些内容，但在end 之后是不可能的。该不变量被反向迭代器破坏。

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​.开始迭代列表

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

---

---

现在让我们尝试另一个我的错误是这部分与向前迭代列表相关：

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​.开始迭代列表

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; });

当前的迭代器没有失效和/或指向其他地方而不是它已经指向的地方。

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