引用失效保证会自动应用于指针吗？答案

【问题标题】：Do reference invalidation guarantees automatically apply to pointers?引用失效保证会自动应用于指针吗？
【发布时间】：2021-01-27 05:11:50
【问题描述】：

考虑以下代码：

std::map<int, int> m;
int &ref = m[0];
int *ptr = &m[0];

m.insert({1,2});

std::cout << ref;   // #1
std::cout << *ptr;  // #2

对于像std::map 这样的关联容器，标准的says：

insert 和 emplace 成员不得影响迭代器的有效性和对容器的引用，...

这意味着#1 绝对可以。但是，我不太确定#2。

这个问题是 asked 并在十多年前回答。

接受的答案是 #2 在技术上是不允许的，但在实践中会起作用。

一致的答案（赞成票的数量是接受的答案的两倍多）说#2 没问题，只是说上面的标准引用暗示指针也没有失效。

这个问题也至少有六个相对较新的重复，其中大多数都有答案，并且都说#2 可以，通常引用上面相同的标准文本。

我不认为这是正确的。据我了解，引用是 not 指针，一个不能替代另一个，无论它们是否相互实现。作为比较，以下是标准says 在重新散列时关于无序关联容器中元素的引用的有效性：

重新散列使迭代器无效，...，但不会使指针或对元素的引用无效。

这明确保证了指针的有效性，暗示引用的有效性并不自动暗示它。

那么语言是否说#2 可以？ #1的有效性是否暗示了它？

【问题讨论】：

这个问题可以改写：当左值引用（其固有属性是底层对象的地址可以指向一个左值）时，是否允许对象更改它们的地址应该保持有效。我非常有信心这个问题的答案是否定的，但显然你想要一个更复杂的答案。另请记住，该标准并非没有错误，并且确实会发生歧义和疏忽。
这是一个措辞缺陷。指针没问题。这就是标准的意图，否则我会吃掉我的帽子。继续前进，这里没什么可看的。
另请注意，您引用的问题主要讨论指针与参考，而您关心的是参考与指针
@SebastianHoffmann 如果有助于回答问题，我可以以任何等效的方式重新表述问题。对不起，我不明白你的第二条评论。您的意思是在其中使用 iterator 吗？
您希望int *pref = &ref; 有效还是无效？ m[0] 返回一个引用，因此获取它的地址（存储在 ptr 中）相当于同样的事情。

标签： c++ pointers reference language-lawyer

【解决方案1】：

正如许多 cmets 所说，这可能是一个轻微的标准误用，标准也暗示了指针。但是，如果您想了解它的语言律师，请采取以下措施：不能重新分配参考（不是标准本身，而是我找到的官方来源：https://isocpp.org/wiki/faq/references#reseating-refs）。也就是说，一旦引用指向一个对象，该引用将始终指向该对象。正如此处的标准所述：https://eel.is/c++draft/intro.object，对象在其整个生命周期中占据给定的存储区域。如此处所述：https://eel.is/c++draft/basic.compound，指针指向其对象的第一个字节的地址。因此，如果引用仍然有效，因为它不能重新分配给另一个对象，它指向的对象还没有结束它的生命周期，所以它占用的内存仍然有效并由该对象持有，所以指针指向到开头那段记忆依然有效。因此，在标准中概述的 C++ 抽象机规则内，指针仍然有效。

【讨论】：

【解决方案2】：

据我了解，引用不是指针，一个不能替代另一个，无论它们是否相互实现。

我自己说得再好不过了。

那么语言是否说#2 可以？ #1 的有效性是否暗示了这一点？

IMO 不能根据意图判断这些问题并假设它必须有效，即使它似乎是一些措辞缺陷。就目前而言，这种行为必须被视为实现定义的。

您的研究是彻底的，我相信在这方面没有更多工作要做，我也不知道有任何关于此事的缺陷报告，所以 IMO 的方法像往常一样，如果它不在标准中，则无法假设即使看起来不可能有任何其他方式，它也将始终有效，而且看起来确实如此。

最终，指向变量的指针与变量引用不同，地址运算符与引用运算符不同。

如果您觉得应该解决这个问题，您可以随时raise the issue yourself。

【讨论】：