使用auto与std::vector构建递归结构时对象过早销毁问题

我在实现树形结构时编写了如下代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
#include <vector>

struct Node
{
    std::string _name;
    std::vector<Node> _subnodes;

    Node(const std::string_view sv) : _name(sv), _subnodes() {
        //std::cout << "construct '" << _name << "'" << std::endl;
    }
    ~Node() {
        //std::cout << "destruct '" << _name << "'" << std::endl;
    }

    Node& add(const std::string_view sv) {
        return _subnodes.emplace_back(sv);
    }

    void dump(size_t indent=0) const {
        for (size_t i=0; i<indent; i++) {
            std::cout << "  ";
        }
        std::cout << _name << std::endl;

        for (const auto& n : _subnodes) {
            n.dump(indent+1);
        }
    }
};

int main()
{
    auto root = Node("root");
    
    auto alpha = root.add("alpha");
    alpha.add("one");
    alpha.add("two");
    alpha.add("three");

    auto beta  = root.add("beta");
    beta.add("four");
    beta.add("five");
    beta.add("six");

    auto gamma = root.add("gamma");
    gamma.add("seven");
    gamma.add("eight");
    gamma.add("nine");

    root.dump();

    return 0;
}

不知为何，子节点“one”至“nine”过早销毁，无法在dump输出中显示。该现象似乎不依赖于所使用的编译器，请问这是什么原因？

问题原因 #

核心问题出在变量声明时未使用引用：

add函数返回的是Node&（容器中新添加节点的引用），但你用auto alpha = root.add("alpha");声明变量时，auto会推导为Node而非Node&，这会触发拷贝构造，生成一个alpha的局部副本。后续调用alpha.add("one")等操作，都是在这个副本上添加子节点，而非修改root容器中实际存储的alpha节点。

当这个局部副本的生命周期结束（比如执行到下一行声明beta时），它会被销毁，其包含的子节点（one、two、three）也会随之销毁。而root里的alpha节点自始至终都没有子节点，所以dump时自然看不到这些子节点。

解决方法 #

将alpha、beta、gamma的声明改为引用类型，在auto后添加&：

auto& alpha = root.add("alpha");
auto& beta  = root.add("beta");
auto& gamma = root.add("gamma");

这样变量会直接绑定到root容器内的节点上，后续添加子节点的操作都会作用于真实存储的节点，不会产生临时副本，子节点也就不会被提前销毁，dump时就能正常显示所有层级的节点了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者md2perpe