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Enlico
Asked: 2024-11-16 20:53:56 +0800 CST

std::ranges::enumerate 可以枚举任何可能有效的 C++ 数组吗？

  • 772

有一次我问是否在 GCC 上std::ranges::views::enumerate使用错误的类型（long）进行索引，但显然情况并非如此，因为

std::views::enumerate被指定用作range_difference_t<Base>其索引值。

然而，从草案来看

该类型size_t是实现定义的无符号整数类型，其足够大，可以包含任何对象的字节大小（[expr.sizeof]）。

因此，我们可以认为一个数组太长，以至于从某个索引开始的尾随元素不符合用于enumerate索引的类型，尽管仍然符合std::size_t定义，但在给定的机器上，以下成立

static_assert(std::numeric_limits<std::size_t>::max() > std::numeric_limits<long>::max());

例如，这样的数组将是这样的：

std::vector<int> v(std::numeric_limits<std::size_t>::max());

我想知道k接下来会发生什么：

auto w = v | std::ranges::views::enumerate;
for (auto [k, _] : w) {
    std::cout << k << std::endl;
}

不幸的是，std::vector似乎根本不允许这种大小，抛出异常，而具有std::array相同大小的甚至无法编译（完整示例在这里），但我认为这两种行为都不是标准所要求的。或者是？

c++

1 个回答

  1. Best Answer

    不，可能enumerate无法枚举数组的所有元素。

    但这并不是什么不寻常的事情。这是 C 和 C++ 中一直存在的一个普遍问题。

    例如，如果std::size_t和std::ptrdiff_t具有相同的位宽度，并且实现实际上允许对象具有大小std::numeric_limits<std::size_t>::max()，则

    char arr[std::numeric_limits<std::size_t>::max()];

    将是有效的，但std::numeric_limits<std::ptrdiff_t>::max()将小于数组的最大索引。range_difference_t因为数组也是如此std::ptrdiff_t，所以enumerate最终会溢出导致未定义的行为。

    但是，任何形式的指针差异都会发生完全相同的问题，而不仅仅是enumerate。例如&arr[std::numeric_limits<std::size_t>::max()-1] - &arr[0]，也有类型std::ptrdiff_t，然后有未定义的行为，因为该值无法表示。

    因此，实际上来说，实现不能允许大于最大值的数组std::ptrdiff_t（而不是std::size_t），以避免完全破坏标准库和大量用户代码。

    这同样适用于在范围/容器中使用size_type和difference_type。实际上，最大允许大小必须限制为 的最大值difference_type（而不是size_type），以避免这些 UB 边缘情况发生。无法保证容器的大小可以达到 的最大值size_type。容器通常有一个max_size成员函数来告知实际的最大大小。

    所有这些都是为什么人们普遍认为size_t/是一个错误，而一切都应该以/为基础size_type来定义。我想这种观点也是选择使用in （和其他观点）的原因。ptrdiff_tdifference_typedifference_typeenumerate

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