使用基于范围的for循环访问shared_ptr包装的vector出现异常结果

我编写了如下C++代码，运行后发现基于范围的for循环输出和vector中存储的内容不一致：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

using namespace std;

shared_ptr<vector<double>> get_ptr() {
    vector<double> v{1, 2, 3, 4, 5};
    return make_shared<vector<double>>(v);
}

int main() {
    auto vec = get_ptr();
    for (int i = 0; i<get_ptr()->size(); ++i) {
        std::cout << (*get_ptr())[i] << std::endl;
    }
    for (auto v: (*get_ptr())) {
        std::cout << v << std::endl;
    }
}

Ubuntu系统上的输出：

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4.67913e-310
4.67913e-310
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问题原因 #

1. 每次调用get_ptr()都会生成全新的vector：get_ptr()函数每次被调用时，都会创建一个新的vector<double>实例，并返回指向该实例的shared_ptr。
2. 范围for循环中临时对象的生命周期未被延长：在基于范围的for循环for (auto v: (*get_ptr()))中，(*get_ptr())会生成一个临时的vector对象。根据C++标准，绑定到范围for循环引用的临时对象，其生命周期不会被延长到循环结束——临时对象在循环初始化阶段结束后就会被销毁，后续循环中使用的迭代器会变成悬垂迭代器，访问这些迭代器指向的内存会导致未定义行为，输出垃圾值。

第一个普通for循环看似正常只是巧合：每次循环判断条件和访问元素时调用get_ptr()，都会生成一个新的、内容正确的vector，所以每次访问的都是新vector的有效元素，但这种写法非常低效且存在隐患。

解决方案 #

直接复用已经获取到的shared_ptr对象vec，避免重复调用get_ptr()生成临时对象：

修改后的main函数：

int main() {
    auto vec = get_ptr();
    // 复用vec，避免重复创建vector
    for (int i = 0; i < vec->size(); ++i) {
        std::cout << (*vec)[i] << std::endl;
    }
    // 用vec指向的vector遍历，不再生成临时对象
    for (auto v: (*vec)) {
        std::cout << v << std::endl;
    }
}

修改后两次循环都会访问同一个vector实例，输出结果会完全符合预期：

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内容的提问来源于stack exchange，提问作者tesla1060