验证C++对象生命周期内地址恒定的vector示例问题排查

• 你的理解完全正确：std::vector对象本身的地址在其生命周期内恒定，resize()只会修改vector内部存储的、指向堆上元素数组的指针，不会改变vector对象自身的内存地址。
• 你代码中传入的&vec_of_ints[0]确实是堆上元素数组的首地址，当resize()触发扩容时，元素数组会被重新分配，这个地址自然会发生变化，和你想要的vector对象本身的地址不是同一个概念。

如果你要存储vector对象本身的地址，需要调整Class1的指针类型，修改后的可运行示例如下：

#include <iostream>
#include <vector>

class Class1
{
public:
    // 指针类型改为指向vector的指针，而不是指向unsigned int的指针
    Class1(std::vector<unsigned int>* vec_pt);
    std::vector<unsigned int>* vec_ptr;
};

Class1::Class1(std::vector<unsigned int>* vec_pt)
: vec_ptr(vec_pt)
{}

class Class2
{
public:
    Class2(std::vector<unsigned int> vec_);
    std::vector<unsigned int> vec_of_ints;
    Class1 class1_instance;
};

Class2::Class2(std::vector<unsigned int> vec_)
: vec_of_ints(vec_),
  // 这里传入vector对象本身的地址，用&运算符直接取vec_of_ints的地址即可
  class1_instance(Class1(&vec_of_ints))
{}

int main() {
    std::vector<unsigned int> vec_test(10, 2);
    Class2 instance_class2(vec_test);
    Class1 instance_class1 = instance_class2.class1_instance;

    // 输出vector对象本身的地址，两个值完全相等
    std::cout << "Class1中存储的vector对象地址: " << instance_class1.vec_ptr 
              << " , Class2中vector对象的实际地址: " << &instance_class2.vec_of_ints << std::endl;

    // 触发扩容
    instance_class2.vec_of_ints.resize(20, 3);
    // 扩容后vector对象地址依然不变
    std::cout << "resize后Class1中存储的vector对象地址: " << instance_class1.vec_ptr 
              << " , resize后Class2中vector对象的实际地址: " << &instance_class2.vec_of_ints << std::endl;

    // 验证修改可见性：修改Class2中vector的元素，从Class1的指针访问得到相同值
    instance_class2.vec_of_ints[0] = 100;
    std::cout << "通过Class2直接访问vec[0]: " << instance_class2.vec_of_ints[0] 
              << " , 通过Class1指针访问vec[0]: " << (*instance_class1.vec_ptr)[0] << std::endl;

    return 0;
}

修改后的代码运行后你会看到：

1. 无论是否执行resize，Class1存储的vector对象地址和Class2中vector的实际地址完全一致，验证了成员变量地址在生命周期内恒定的结论。
2. 对Class2中vector的任何修改（包括元素值修改、扩容），都可以通过Class1存储的vector指针正常访问到最新结果，满足你的需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SolidMechanicsFan