为什么引用总是无效的？

Question

所以我看到this question，基本上说引用和迭代器一起失效。

我明白为什么在某些情况下迭代器会失效，但是为什么引用会失效？

从实际的角度来看，我不明白为什么需要这样做。

这只是一个设计决定还是有一些实际原因？

编辑：澄清一下，据我了解底层结构，它只是指向需要重新分配的数据的指针（数据（以及对它的引用）可以保持不变）。对吧？

一些测试代码：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    vector<string> yourVect;
    yourVect.push_back("def");
    vector<string>::iterator iter = yourVect.begin();
    const string& ref = *iter;
    yourVect.insert(yourVect.begin(), "abc");
    cout << ref << endl; // !! --- doesn't work - why ?? --- !!
    cout << *iter << endl; // obviously doesn't work
}

Answer 1

如果您在向量的开头插入一个字符串，则所有数据都必须向前移动一个位置，并且如果vector 的容量耗尽，则vector 将不得不重新分配。

所以，最好的情况是引用现在引用不同的数据，最坏的情况是引用无效的内存位置：如果向量重新分配，分配一个新的内存块，复制旧的数据^{1 sup> 在新块中，旧块被释放；由于所有旧引用都指向旧块内的内存位置，因此它们都将无效。}

保证涉及“最坏情况”，这就是为什么不保证在insert 操作之后，引用仍然有效。或者，换一种说法，向量中的插入可能使迭代器和引用无效。

另外，我不明白为什么您认为引用和迭代器之间的这种行为存在很大差异 - vector 迭代器通常只是指向引用的 vector 位置的指针（通常隐藏在实现定义的类），所以它或多或少与参考相同。

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1. C++11 中的 IIRC 实际上它们被“移动”了（如在std::move 中）；这不会改变旧引用将继续指向随后释放的内存这一事实。