为什么我可以通过'std::unordered_map'在基于范围的for循环中使用'auto'而不是'std::pair'对非常量的引用？答案

【问题标题】：Why can I use a reference to non-const with 'auto' but not with 'std::pair' in range-based for-loop through 'std::unordered_map'?为什么我可以通过'std::unordered_map'在基于范围的for循环中使用'auto'而不是'std::pair'对非常量的引用？
【发布时间】：2018-03-19 17:46:08
【问题描述】：

使用 C++14（也应该影响 C++11）我对 auto 在通过 std::unordered_map 的基于范围的 for 循环中感到困惑，而不是使用像 std::pair<int, int> 这样的确切类型在下面的代码中。

更具体地说，我对示例有一些（相关）问题：

问题 0：（循环 0）为什么不允许 std::pair<int, int> & 而循环 1 中的 auto & 是？
问题 1：（循环 1）为什么/如何/何时auto 与确切类型不同（例如循环 0 中的 std::pair<int, int>）？
问题 2：（循环 2）为什么这与循环 3 中的指针不同？
问题 3：（循环 3）为什么所有映射条目的指针都相同？
问题 4（续 0 和 1）：我知道基于范围的 for 循环使用迭代器。但是为什么我可以使用auto（循环1）引用非常量的std::unordered_map，但在使用std::pair（循环0）时却不行？

#include<iostream>
#include <unordered_map>
#include <utility>

int main()
{
    std::unordered_map<int, int> map;
    map[3] = 333;
    map[2] = 222;
    map[1] = 111;

    // loop 0
    // QUESTION 0: Why is `std::pair<int, int> &` not allowed but `auto &` in loop 1 is?
    // for(std::pair<int, int> & pair : map)
    //     pair.second++;

    // loop 1
    for(auto & pair : map)
        // QUESTION 1: Why/How/When does `auto` differ from the exact type (like `std::pair<int, int>` in loop 0)?
        pair.second++;

    // loop 2
    for(auto const & pair : map)
        // QUESTION 2: Why are this different pointers than in loop 3?
        std::cout << pair.first << " (" << &pair.first << ") : " << pair.second << " (" << &pair.second << ")" << std::endl;

    // loop 3
    for(std::pair<int, int> const & pair : map)
        // QUESTION 3: Why are this the same pointers for all map entries?
        std::cout << pair.first << " (" << &pair.first << ") : " << pair.second << " (" << &pair.second << ")" << std::endl;
    return 0;
}

你可以在这里运行代码：https://www.onlinegdb.com/rkBkKDatf

【问题讨论】：

A std::unordered_map<int,int> 不包含 std::pair<int,int> 的实例。它拥有std::pair<const int, int>。所以你所有的pair<int,int> 都是临时副本。我认为这回答了您的所有 5 个问题。
在此处查看 value_type：en.cppreference.com/w/cpp/container/unordered_map 请注意，在您的情况下，它将是 std::pair<const int, int>
哇，感谢您提供快速而有用的答案！这是我在这里的第一个问题，我很高兴有你们。 :-)
std::map<K, V>::value_type 的类型是什么？不是std::pair<K, V>。
@MartinYork 不，它是std::pair<const K, V>（注意const），您可以查看here 并验证here。

标签： c++ c++11 for-loop stl auto

【解决方案1】：

std::unordered_map 的值类型是std::pair<const Key, T>。见the documentation at cppreference.com。

因此，您不能使用 std::pair<int, int>& 作为类型来迭代此类对象的内容。

这就解释了原因

for(std::pair<int, int> & pair : map) { ... }

不起作用。

以下作品

for(auto const & pair : map)

因为类型是由编译器为你推断出来的。

以下作品

for(std::pair<int, int> const & pair : map)

因为pair 绑定到由std::pair<const int, int> 构造的std::pair<int, int> 类型的临时对象。

【讨论】：