setのイテレーターがわからない。s.begin()と、for(auto &p:s)それぞれの違いを教えてほしい。

Question

前提・実現したいこと

setのイテレーターがわからない。

• s.begin()
• for(auto &p:s)文中でのp

それぞれの違いを教えてほしい。

※もし詳しい方がいらっしゃいましたら、typeidの戻り値の読み方について教えてください。
こちらのサイトを参考にしましたが、St23_Rb_tree_const_iteratorISt5tupleIJiiiEEEやSt5tupleIJiiiEEの網羅的な説明にはなりませんでした。
https://www.wdic.org/w/TECH/typeid

試したこと

• s.begin()をtypeidで型を確認すると、St23_Rb_tree_const_iteratorISt5tupleIJiiiEEE
• *s.begin()をtypeidで型を確認すると、St5tupleIJiiiEE
• for(auto &p:s)文中でのpの型を確認すると、St5tupleIJiiiEE
• for(auto &p:s)文中での*pの型を確認すると、コンパイルエラーになった

となった。

該当のソースコード

#include <bits/stdc++.h>
#define rep(i, n) for (int i = 0; i < (n); ++i)
#define rep1(i, n) for (int i = 1; i <= (n); ++i)
using namespace std;
using ll = long long;
using P = pair<int, int>;
using T = tuple<int, int, int>;

int main() {
	set<T> s;//重複を許さない順序付き集合

	//要素自身がキーであり、重複を許さず、追加するたびにソートされることを確認
	s.insert(T(4,2,5));
	s.emplace(3,3,3);
	s.emplace(3,2,3);
	s.emplace(1,2,1);
	s.emplace(3,2,3);//要素が重複するので追加されない

	//各値を出力させる.要素数+1の箇所が,s.end()のようだ
	//auto itr=s.find(T(1,2));
	auto itr=s.begin();
	for(int i=0;i<=s.size();i++){
		cout << get<0>(*itr) << ","<< get<1>(*itr) << ","<< get<2>(*itr) << endl;
		itr++;
	}
	cout << typeid(itr).name() << endl;
	cout << typeid(*itr).name() << endl;
	cout << endl;
	for(auto &p:s){//&無くても動いた
		cout << get<0>(p) << ","<< get<1>(p) << ","<< get<2>(p) << endl;
		cout << typeid(p).name() << endl;
	}
	cout << endl;
	//出力	//1,2　//3,2　//3,3　//4,2 //4,0


	//count 指定したキーにマッチする要素の数を返す
	cout << s.count(T(1,2,1))<<endl;//1
	cout << s.count(T(10,3,4))<<endl;//0
	cout << s.count(T(4,0,0))<<endl;//0 s.end()の要素は含まれない
	cout << endl;

	//find 	指定したキーで要素を探す
  auto itr1 = s.find(T(1,2,1));
	cout << get<0>(*itr1) << ","<< get<1>(*itr1) << ","<< get<2>(*itr1) << endl;
  itr1 = s.find(T(20,3,4));
	cout << get<0>(*itr1) << ","<< get<1>(*itr1) << ","<< get<2>(*itr1) << endl;
	//cout << *(s.find(T(10,3)))<<endl;

	//contains
	//if(s.contains(T(1,2))) cout << "contains" << endl;
	cout << endl;


	return 0;
}

Answer 1

範囲for文の仕様以下が詳しいですが

for(auto &p:s) {}

は

{
  auto && __range = s;

  for (auto __begin = begin(__range), __end = end(__range); __begin != __end; ++__begin) 
  {
    auto& p = *__begin;
  }
}

と等しいです。

つまり、pは*s.begin()と同じです。

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for(auto &p:s)とfor(auto p:s)の違い

auto &p = *begin(s)とauto p = *begin(s)の違いです。
後者はコピーしますが前者はコピーしません。
配列でアドレスを比較すると分かりやすいかもしれません。

int main() {
    int buff[4];
    cout  << "for(auto i : buff)" << endl;
    for(auto i : buff) cout << &i << endl;
    cout  << "for(auto &i : buff)" << endl;
    for(auto &i : buff) cout << &i << endl;
    cout  << "for(size_t i = 0; i < size(buff); i++)" << endl;
    for(size_t i = 0; i < size(buff); i++) cout << &buff[i] << endl;
}

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typeidについて

demangleすると人間が読めるようになるかもしれません。
gcc/clangの場合

#include <cxxabi.h>
// 注意: freeしないとメモリリークします。
char* demangle(const char *demangle) {
    int status;
    return abi::__cxa_demangle(demangle, 0, 0, &status);
}

Answer 2

s.begin() はイテレータ

for(auto &p:s)文中でのp はイテレータが指す値

両者の型は異なります。