保持指向前一个循环值的指针？答案

【问题标题】：Keeping a pointer to the previous loop value?保持指向前一个循环值的指针？
【发布时间】：2015-04-27 22:10:46
【问题描述】：

我正在尝试迭代一个向量，保留上一次迭代的值的副本。令我惊讶的是，我的 prev 指针最终指向循环的当前值。

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<std::string> v;
    v.push_back("one");
    v.push_back("two");
    v.push_back("three");

    std::string *prev = nullptr;
    for (std::string s : v) {
        std::cout << "s: " << s << std::endl;
        if (prev == nullptr) {
            std::cout << "prev: (null)" << std::endl << std::endl;
        } else {
            std::cout << "prev: " << *prev << std::endl << std::endl;
        }
        prev = &s;
    }

    std::cout << "final prev: " << *prev << std::endl;
}

这是输出：

s: one
prev: (null)

s: two
prev: two

s: three
prev: three

final prev: three

这是为什么？什么是修复它的正确方法？

【问题讨论】：

快速修复：通过引用传递字符串似乎可以做到。

标签： c++ c++11

【解决方案1】：

您将std::string s 变量的地址存储在std::string *prev 指针中。问题是，s 变量的值在每次迭代时都会更改为从 v 提取的当前值，这就是为什么你的 prev 指针指向循环的当前值。

解决它的一种方法是使您的prev 变量成为一个简单的std::string，并在每次迭代结束时为其分配s。您将“按价值”保存。

【讨论】：

【解决方案2】：

改变一下

for (std::string s : v) {

到

for (std::string& s : v) {

这样prev = &s; 将实际字符串的地址存储在向量中，而不是构造一个本地副本然后获取该局部变量的地址。

再详细一点：
在您的原始版本中，s 是一个本地 std::string 变量，它在每次循环迭代中构造新副本。然后在循环结束时，您将获取该局部变量的地址，该变量在病房后直接销毁，在下一次迭代中访问该指针时导致悬空指针和未定义的行为。然而，因为s 通常会在每次循环迭代中创建在相同的位置，未定义的行为将以prev 现在指向new 局部变量s 的形式实现自身。已经用数组的下一个元素初始化。因此，存储在 prev 中的地址将在下一个周期中有效，但它现在指向一个新创建的局部变量，该变量又是向量中下一个元素的副本。因此std::cout << "prev: " << *prev 通常会打印与std::cout << "s: " << s 相同的字符串。然而，通过某些编译器优化，人们也可以想象其他可能的行为。

现在有了新的变体，s 又是一个局部变量，但现在它不再是副本，而是对 v 中当前元素的引用。因此，&s 现在将地址返回到 v 中的实际元素向量 - 而不是局部变量 - 其内容在循环迭代之间不会更改，您可以按照预期的方式使用 prev。

【讨论】：

【解决方案3】：

s 的范围一直持续到for 循环结束。如果你存储一个指向s 的指针，它会在迭代结束时悬空。当您取消引用这个悬空指针时，您有未定义的行为。碰巧您的实现在每次迭代中为s 重用了相同的内存，因此您的指针总是恰好指向s 的当前值。

您根本不能保留指向仅存在于循环的特定迭代中的某些内容的指针/引用，并期望它在下一次迭代中有效。在您的情况下，解决方法很简单：不要存储指针/引用 - 通过将 prev 设置为 std::string 来存储值本身。或者，您可以保留指向std::vector 的原始元素的指针，但这意味着将s 更改为std::string&。

【讨论】：

【解决方案4】：

    string *prev = nullptr;
    for(string &s : v)  //note change
    {
        if(!prev)
            cout<<s<<"-- null"<<endl;
        else
            cout<<s<<"--"<<*prev<<endl;
        prev = &s;
    }
    cout << "final prev: " << *prev << endl;

【讨论】：

【解决方案5】：

因为您将指针分配给正在更改的变量，并且当该变量更改时，您使用指针读取的内容也会更改。

这可行：

std::string& prev = v.front();
for (std::string& s : v) {
    std::cout << "s: " << s << std::endl;
    std::cout << "prev: " << std::endl;
    prev = s;
}

问题在于，显然，在第一个周期中，您的状态不一致。您可能应该从向量的第二个元素开始迭代，并以特殊方式处理向量的第一个元素。例如，可以构建一个range view。

【讨论】：