clang 的“范围循环分析”诊断是什么？

Question

背景：

考虑以下example：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<bool> vectorBool{false, true};
    for(const auto &element : vectorBool) std::cout << std::boolalpha << element << ' ';
    return 0;
}

它发出警告：

test.cpp:6:21: warning: loop variable 'element' is always a copy because the range of type 'std::vector<bool>' does not return a reference [-Wrange-loop-analysis]
    for(const auto &element : vectorBool) std::cout << std::boolalpha << element << ' ';
                    ^
test.cpp:6:9: note: use non-reference type 'std::_Bit_reference'
    for(const auto &element : vectorBool) std::cout << std::boolalpha << element << ' ';
        ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1 warning generated.

使用 clang 编译并启用range-loop-analysis 诊断时：

$ clang++ -Wrange-loop-analysis -o test test.cpp

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问题：

根据https://reviews.llvm.org/D4169，警告在以下时间发出：

for (const Foo &x : Foos)，其中 Foos 范围仅返回一个副本。建议使用非引用类型，这样文案就很明显了

我完全理解std::vector<bool> 的迭代器返回代理类型的副本（而不是引用），但我不同意“所以副本显而易见”的说法：

1. “隐藏”复制操作到底发生在哪里？据我所知，我们只是将引用绑定到一个临时对象，这应该会延长临时对象的生命周期以匹配参考。
2. 即使我们已经编写了for(const auto element : vectorBool)（这样警告就会消失），我们在C++17's guaranteed copy elision rules 下也不应该有复制/移动操作（甚至在使用任何体面的编译器时在C++ 17 之前），所以关于使 省略 复制操作明显的警告吗？！

Answer 1

在 C++17 中，基于范围的 for 循环定义为

{
    auto && __range = range_expression ; 
    auto __begin = begin_expr ;
    auto __end = end_expr ;
    for ( ; __begin != __end; ++__begin) { 
        range_declaration = *__begin; 
        loop_statement 
    } 
}

和

range_declaration = *__begin;

是初始化范围变量的点。通常*__begin 返回一个引用，所以在

for (const auto& e : range_that_returns_references)

e 可以被消除，我们可以只使用范围中的元素。在

for (const auto& e : range_that_returns_proxies_or_copies)

e 不能被淘汰。 *__begin 将创建一个代理或副本，然后我们将该临时绑定到 e。这意味着在每次迭代中，您都有一个正在创建和销毁的对象，这可能代价高昂，并且在使用引用时并不明显。该警告希望您使用非引用类型，以表明您实际上并未使用范围中的元素，而是使用它的副本/代理。