遍历std::map时用std::for_each插入新元素，是否会因重分配引发段错误？

我用C++11编写了一款AEC转WebAssembly编译器，其中包含以下代码：

if (!staticPropertiesInitialized) {
      basicDataTypeSizes["Integer32"] = 4;
      basicDataTypeSizes["Character"] = 1;
      basicDataTypeSizes["Decimal32"] = 4;
      basicDataTypeSizes["Integer64"] = 8;
      basicDataTypeSizes["Decimal64"] = 8;
      basicDataTypeSizes["Integer16"] = 2;
      std::for_each(basicDataTypeSizes.begin(), basicDataTypeSizes.end(),
                    [&](std::pair<std::string, int> type) {
                      if (not(isPointerType(type.first)))
                        basicDataTypeSizes[type.first + "Pointer"] =
                            4; // JavaScript (WebAssembly) virtual machine is
                               // 32-bit (pointers being 32 bits or 4 bytes
                               // long), unless somebody switches to the 64-bit
                               // mode (which is almost never done).
                    });
      basicDataTypeSizes["Nothing"] = 0;
}

显然，若basicDataTypeSizes是std::vector，这种在遍历期间修改容器大小的操作可能因内存重分配引发段错误。但这里basicDataTypeSizes是std::map，它本质是红黑树结构，修改时节点应该不会被重分配？事实是否如此？我测试过的编译器均未为此代码发出警告。

解答 #

• 遍历std::map时插入新元素是完全安全的，这和std::vector的行为有本质区别：
  • std::vector采用连续内存存储，插入元素可能触发内存扩容重分配，导致所有原有迭代器失效；而std::map基于红黑树实现，每个元素都是独立的动态分配节点，插入新元素只会调整树的结构（旋转、重新着色），不会移动现有节点的内存位置，已存在的迭代器（除了被删除节点的迭代器）都会保持有效。
  • 你这段代码中，遍历过程中插入的"XXXPointer"类键值对是新增的红黑树节点，不会影响正在遍历的原有节点的迭代器，因此不会出现类似std::vector的段错误问题。
• 编译器未发出警告是合理的：这种操作符合C++标准对std::map的行为定义，不属于未定义行为，编译器没有理由触发警告。
• 额外注意：如果是在遍历std::map时删除元素，则需要注意迭代器失效问题（比如删除当前迭代器指向的元素时，要用erase返回的新迭代器继续遍历），但你这里仅执行插入操作，不存在这个风险。

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