std::pair内的初始化列表

Question

这段代码：

#include <iostream>
#include <string>

std::pair<std::initializer_list<std::string>, int> groups{ { "A", "B" }, 0 };

int main()
{
    for (const auto& i : groups.first)
    {
        std::cout << i << '\n';
    }
    return 0;
}

编译通过但返回段错误。为什么？

在gcc 8.3.0上测试，以及在线编译器上测试。

- rin

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为了方便起见：Godbolt链接 带有 和 不带 std::pair。 - Max Langhof

Answer 1

std::initializer_list 的作用不是用于存储数据，而是用于初始化。它内部只存储了第一个元素的指针和大小。在您的代码中，std::string 对象是临时对象，initializer_list 既不拥有它们，也不延长它们的生命周期，也不复制它们（因为它不是容器），因此它们在创建后立即超出范围，但您的 initializer_list 仍然持有对它们的指针。这就是为什么会出现段错误。

如果要存储数据，应该使用容器，如 std::vector 或 std::array。

- bolov

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这让我很困扰，这个可以编译。愚蠢的语言 :( - Lightness Races in Orbit

@LightnessRaceswithMonica 我对initializer_list有很多不满。它无法使用仅可移动对象，因此无法对vector的unique_ptr使用列表初始化，例如。initializer_list的大小不是编译时常量。而且std::vector<int>(3)和std::vector<int>{3}执行完全不同的操作。这让我很难过:( - bolov

是的，一样... :( - Lightness Races in Orbit

Answer 2

我想再补充一些细节。一个std::initializer_list的基础数组的行为类似于临时变量。考虑以下类：

struct X
{
   X(int i) { std::cerr << "ctor\n"; }
   ~X() { std::cerr << "dtor\n"; }
};

以及其在以下代码中的使用：

std::pair<const X&, int> p(1, 2);
std::cerr << "barrier\n";

它会打印出

ctor
dtor
barrier

在第一行，临时的 X 类型实例被创建 （通过从 1 转换构造函数），同时也被销毁了。存储在 p 中的引用是悬挂的。

至于 std::initializer_list，如果您这样使用它：

{
   std::initializer_list<X> l { 1, 2 };
   std::cerr << "barrier\n";
}

因此，只要 l 存在，底层的（临时）数组就存在。因此，输出结果为：

ctor
ctor
barrier
dtor
dtor

然而，如果你切换到

std::pair<std::initializer_list<X>, int> l { {1}, 2 };
std::cerr << "barrier\n";

输出结果再次出现

ctor
dtor
barrier

由于底层的（临时）数组仅存在于第一行。然后对 l 的元素进行解引用的指针将导致未定义的行为。

演示实例在 此处。

- Daniel Langr