unordered_map 和引用上基于范围的 for 循环

Question

在 std::unordered_map 上运行基于范围的 for 循环时，循环变量的类型似乎不使用引用类型：

std::unordered_map<int, int> map = { {0, 1}, {1, 2}, {2, 3} };
for(auto&[l, r] : map)
    static_assert(std::is_same_v<decltype(r), int&>);

MSVC 2017、gcc 8.2 和 clang 7.0.0 在这里都报告了一个失败的断言。将此反对 std::vector，其中断言不会失败，正如人们所期望的那样：

std::vector<int> vec = { 1, 2, 3 };
for(auto& r : vec)
    static_assert(std::is_same_v<decltype(r), int&>);

但是，在 MSVC 2017 和 gcc 8.2 上，修改局部变量 r 的循环都会产生明显的副作用：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <unordered_map>
#include <vector>

int main() {
    std::unordered_map<int, int> a = { {0, 1}, {1, 2}, {2, 3} };
    for(auto[l, r] : a)
        std::cout << l << "; " << r << std::endl;
    for(auto&[l, r] : a) {
        static_assert(std::is_same_v<decltype(r), int>);
        r++;
    }
    std::cout << "Increment:" << std::endl;
    for(auto[l, r] : a)
        std::cout << l << "; " << r << std::endl;
}

这个程序例如会打印（忽略顺序）：

0; 1
1; 2
2; 3
Increment:
0; 2
1; 3
2; 4

我错过了什么？ 尽管局部变量不是引用类型，但这如何改变地图中的值？ 或者更恰当地说，为什么 std::is_same 看不到正确的类型，因为很明显它是一个引用类型？ 或者我是否遗漏了一些未定义的行为？

请注意，我确实在不使用结构化绑定的情况下重现了相同的问题，因此我将漂亮的代码保留在这里。 See here for an example

Answer 1

结构化绑定被建模为别名，而不是“真正的”引用。即使他们可能会在后台使用引用。

想象一下你有

struct X {
    const int first = 0;
    int second;
    int third : 8;
};

X x;
X& y = x;

decltype(x.second) 是什么？ int。 decltype(y.second) 是什么？ int。所以在

auto& [first, second, third] = x;

decltype(second) 是int，因为second 是x.second 的别名。并且third 不会造成任何问题，即使它不允许将引用绑定到位域，因为它是别名，而不是实际引用。

类似元组的情况被设计为与此一致。即使在这种情况下语言必须使用引用，它也会尽力假装这些引用不存在。