范围for循环使用返回initializer_list的三元表达式出现未定义行为

• std::initializer_list<T> 是极轻量的包装类型，内部仅存储指向底层数组的首、尾指针（或首指针加长度），本身不持有元素的存储空间。
• 当编写X{7, 8, 2, 3, 9}这类表达式时，编译器会完成两个操作：首先在当前栈帧创建一个生命周期仅属于当前完整表达式的const int[5]临时数组存储字面量值，再创建std::initializer_list<int>临时对象指向这个栈数组。

结合范围for的标准展开规则：

// 范围for会被展开为类似如下逻辑
auto&& range = 范围表达式;
auto begin = range.begin();
auto end = range.end();
for (; begin != end; ++begin) {
    int i = *begin;
    // 循环体逻辑
}

你代码中的范围表达式是三元运算(true? X{7, 8, 2, 3, 9}: X{5, 6, 7})，执行流程如下：

1. 三元运算执行过程中，创建栈临时数组和对应的initializer_list临时对象，三元运算返回该initializer_list的右值。
2. initializer_list临时对象直接绑定到auto&& range，所以它自身的生命周期会被延长到整个for循环结束，但它指向的底层栈数组的生命周期不会被延长：数组仅属于三元运算这个完整表达式，表达式执行完毕后栈数组就被销毁，对应内存会被后续栈操作复用。
3. 进入循环后访问元素本质是读取已经被销毁的栈内存，最终输出未定义的垃圾值。

std::vector<T>是独立持有元素存储空间的容器，和initializer_list的逻辑完全不同：

• 用std::vector<int>{7, 8, 2, 3, 9}初始化时，vector会把initializer_list指向的临时数组中的元素全部拷贝到自身管理的堆内存中。
• 三元运算返回的vector临时对象直接绑定到范围for的引用，生命周期被延长到整个for循环结束，其管理的堆内存也不会提前释放，所以访问元素是安全的，可以输出预期结果。

如果需要使用std::initializer_list作为范围for的遍历对象，需要保证其底层数组的生命周期覆盖整个循环：

#include <iostream>
#include <initializer_list>
using X = std::initializer_list<int>;
int main()
{
    X list1{7, 8, 2, 3, 9}, list2{5, 6, 7};
    for (int i: (true ? list1 : list2))
        std::cout << i << ' ';
}

这种场景下数组的生命周期和list1/list2变量绑定，会持续到作用域结束，不会提前销毁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者GT 77