C++11 中 std::to_string 的奇怪输出

Question

我有这个 C++ 代码的小 sn-p：

#include <array>
#include <string>
#include <iostream>

int main() 
{
  std::string name = "mario";
  std::cerr << "Hello world! " + name + "\n";

  std::array<float, 4> arr = {12, 12.3, 13, 14};
  std::cerr << "first item is: " + std::to_string(arr.front()) << std::endl;
  std::cerr << "last item is: " + std::to_string(arr[-1]) << std::endl;
  return 0;
}

它编译并输出以下内容：

work ❯ c++ -std=c++11 -o hello_world hello.cpp
work ❯ ./hello_world
Hello world! mario
first item is: 12.000000
last item is: 0.000000

---

但是，如果我将前两行注释掉：

#include <array>
#include <string>
#include <iostream>

int main() 
{
  //std::string name = "mario";
  //std::cerr << "Hello world! " + name + "\n";

  std::array<float, 4> arr = {12, 12.3, 13, 14};
  std::cerr << "first item is: " + std::to_string(arr.front()) << std::endl;
  std::cerr << "last item is: " + std::to_string(arr[-1]) << std::endl;
  return 0;
}

然后编译并运行它。然后它输出以下内容：

work ❯ c++ -std=c++11 -o hello_world hello.cpp
work ❯ ./hello_world
first item is: 12.000000
last item is: 12.000000

我有三个问题：

1. 为什么在第一种情况下使用arr[-1]时会得到0.000？
2. 为什么我们在使用arr[-1]时会在第二种情况下得到12.000？
3. 当我们注释掉前两个语句时，为什么在第二种情况下，arr[-1] 会得到不同的输出？

---

编辑：根据 cmets，我知道 arr[-1] 将是未定义的行为，因此在第一种情况下返回 0.000。但是，注释掉其他语句如何改变这种行为？由于我来自 Python 世界，这让我完全感到困惑。

Answer 1

这是因为 Undefined behavior，因为std::array::operator[] 不执行任何边界检查，并且您正在访问不存在的内容。

std::array::operator[] 返回对元素的引用 指定位置pos。不执行边界检查。

因此，无论您更改或评论什么，UB 仍然是 UB。