为什么我可以在 'std::unordered_map' 的基于范围的 for 循环中使用 'auto' 而不是 'std::pair' 的非常量引用？

Question

使用 C++14（应该也会影响 C++11）与使用 std::unordered_map 相比，我对 auto 在基于范围的 for 循环中感到困惑确切类型如下面代码中的 std::pair<int, int>。

更具体地说，我对这个例子有一些（相关的）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 & 可以？
• 问题 1：（循环 1）Why/How/When auto 是否与确切类型不同（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（继续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）遍历 std::unordered_map 并引用非常量，但在使用 std::pair（循环 0）时却不能？

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#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;
}

您可以 运行 此处的代码：https://www.onlinegdb.com/rkBkKDatf

Answer 1

std::unordered_map 的值类型是 std::pair<const Key, T>。参见 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。

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这就是为什么

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

无效。

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以下作品

for(auto const & pair : map)

因为类型是由编译器为您推导的。

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以下作品

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

因为 pair 绑定到 std::pair<int, int> 类型的临时对象，该对象由 std::pair<const int, int>.

构造