C++ 可选值<；地图<；字符串，字符串>&燃气轮机；获得；“腐败”；在非常特殊的情况下

很抱歉这个糟糕的标题，但我看到的是奇怪的，很难简明扼要地解释

基本上，我们的代码中有一个

可选的

，通过getter/setter访问，有时当我们检查值时，会得到非常奇怪的结果。以下是重现问题的简化代码：

#include <optional>
#include <map>
#include <iostream>

using namespace std;

optional<map<string, string>> optmap;

static void Set(optional<map<string, string>> m);
static optional<map<string, string>> Get();
static void PrintMap(map<string, string> m);

int main(int const argc, char const * const *argv)
{
        map<string, string> sample;
        sample.emplace("testtesttesttest1", "testtesttesttest1");
        sample.emplace("testtesttesttest2", "testtesttesttest2");
        sample.emplace("testtesttesttest3", "testtesttesttest3");

        cout << "sample:" << endl;
        PrintMap(sample);

        Set(sample);
        map<string, string> result = Get().value();

        cout << "result:" << endl;
        PrintMap(result);

        cout << "function call:" << endl;
        PrintMap(Get().value());

        cout << "inline iteration:" << endl;
        for (auto &item : Get().value())
        {
                cout << item.first << ", " << item.second << endl;
        }
}

static void Set(optional<map<string, string>> m)
{
        optmap = m;
}

static optional<map<string, string>> Get()
{
        return optmap;
}

static void PrintMap(map<string, string> m)
{
        for (auto &item : m)
        {
                cout << item.first << ", " << item.second << endl;
        }
}

请注意，在最后一种情况下，这些值只会被“损坏”，在这种情况下，我们使用（auto&item:get（）.value（））进行迭代。更奇怪的是，这种情况似乎只发生在一定长度的字符串上。如果值的长度小于16个字符，则没有问题。如果我将地图更改为包含以下内容：

sample.emplace("fifteencharokay", "15");
sample.emplace("sixteencharweird", "16");

我得到这个输出：

$ ./a.out 
sample:
fifteencharokay, 15
sixteencharweird, 16
result:
fifteencharokay, 15
sixteencharweird, 16
function call:
fifteencharokay, 15
sixteencharweird, 16
inline iteration:
fifteencharokay, 15
harweird, 16

（请注意，

“sixteencharweird”

在最后一行被截断为

“harweird”

）

这里发生了什么？为什么在这个非常特殊的情况下（长字符串和直接迭代函数调用的结果）会出现问题？是否有某种C++规则，我在这里通过这种方式来打破？

在这个循环中：

for (auto &item : Get().value())

您正在调用未定义的行为，因为由

Get（）

返回的临时值将在完整表达式的末尾消失，而循环范围将迭代的

.value（）

引用的内存不再存在

对于长度小于16个字符的字符串，您会注意到奇怪的行为，这可能是由于小字符串优化造成的。由于字符串保留短字符串的内部缓冲区，因此仍然可以在那里看到内存。当然，这仍然是UB，你不能依赖它

您可以通过执行以下操作来解决此问题：

auto const &g = Get();
for (auto &item : g.value())

这是一个例子

事实上，c++20为with initializer construct添加范围正是为了这个目的：

for (auto const &g = Get(); auto &item : g.value())

---

有趣。实际上，我从你的代码中得到了一个segfault，它运行在Mac上，使用的是Clang的标准库。您使用的是哪种库实现？这是由以下内容修复的：

auto&&x=Get（）；对于（auto&&item:x.value（））

。这似乎是一个终生的问题。

string

的常见实现在内部存储最多16个字符的字符串，在外部存储更长的字符串。我不知道这是否能解释你16个字符的缺陷？@VladFeinstein是的，很好。我将把它添加到我的答案中。我相信使用基于范围的for循环的临时变量是允许的，因为基于范围的for循环会产生一个右值引用并延长其生命周期。它在这里不起作用的原因是被保留的是

value（）

的结果，它引用了不存在的

Get（）

的结果。如果

Get（）

返回的是

map

的副本，而不是

可选的

，则不需要

.value（）

，循环应该可以。@FrançoisAndrieux是的，稍微编辑一下，是否更清晰？这看起来不错，但我会留下我的评论作为额外的澄清。既然这不是一种罕见的反模式，有没有办法让编译器对此发出警告？@TEDLYNGOM好吧，它在这种特殊情况下可能没有用处，但一般来说这样做是一种好的做法，所以我将其保留在：）

for (auto const &g = Get(); auto &item : g.value())