插入后使用 set::begin() 迭代器答案

【问题标题】：Using set::begin() iterator after insertion插入后使用 set::begin() 迭代器
【发布时间】：2012-11-16 21:32:22
【问题描述】：

考虑以下代码：

std::set<int> s;
auto it = s.begin();
s.insert(1);
s.insert(2);
std::cout << *it << std::endl;

输出（至少对我而言）是2。这里发生了什么事？当我取消引用 it 时，它的状态是什么？

我知道当我在一个空集上调用begin() 时，我得到一个等效于end() 的迭代器。我也知道在set 上调用insert 不会使其迭代器无效。即使我现在已经将元素插入到 set 中，迭代器是否以某种方式保持等同于 end() ，所以现在我得到了未定义的行为？这是标准定义的吗？

【问题讨论】：

我相信如果您更改容器，迭代器就会失效。所以这是UB。
@ahenderson 不正确，您可能正在考虑向量。
根据this，迭代器没有失效。
@Xymotech：这实际上是一个极端案例。该标准仅保证引用容器中元素的迭代器不会失效。情况并非如此，因为当调用 begin() 函数时容器是空的，因此迭代器确实 not 引用容器中的元素。标准中没有关于容器的 end() 迭代器的保证。
@JamesMcNellis：在与 Alisdair 重新讨论后，他的立场是措辞不够精确，但没有保证。特别是 end() 迭代器在插入时可能无效的极端情况是在一些实现中，这些实现具有动态分配的哨兵，第一个元素插入到容器中。在这些实现中，在空容器上end() 是一个带有空指针的迭代器，但在第一次插入之后end() 是一个带有指向哨兵对象的指针的迭代器。

标签： c++ iterator set containers

【解决方案1】：

当你在这里调用s.begin() 时，它会返回一个结束迭代器，因为容器是空的。此迭代器不会因插入而失效：每次插入后，此迭代器仍是结束迭代器。

取消引用此迭代器会导致您的程序表现出未定义的行为（无法取消引用结束迭代器）。

【讨论】：

我完全没有将迭代器没有失效的事实应用于结束迭代器。我想“好吧，我正在插入东西，那么如何保证最终迭代器不会改变？”嗯，它没有失效！谢谢
迭代器不保证是插入后的end迭代器。标准中的保证仅适用于指向容器中的元素的指针、引用和迭代器。 end() 没有引用容器中的任何元素，因此没有这样的保证。
@DavidRodríguez-dribeas：引用自here：The language specification doesn't state it explicitly. However, there's simply no valid operation on the list that would invalidate the end iterator or associate its value with some other location.（答案是std::list，但std::set 也应该如此。）
@DavidRodríguez-dribeas：规范没有说“迭代器进入容器中的元素”，而是说“迭代器进入容器”。结束迭代器引用容器，即使它不引用容器中的元素。
@JamesMcNellis：请参阅问题中的 cmets。 end() 不是到容器的迭代器，它是超出容器的迭代器。

【解决方案2】：

迭代器it 仍然等于s.end()。取消引用结束迭代器是未定义的行为。这就是你所看到的。试试这个例子

if (it == s.end())
{
    cout << "at end\n";
}

这是合法的代码。

【讨论】：

【解决方案3】：

第一种情况下的

"it" 指向 s.end()，它是 fantom 元素的地址。 fantom 元素的地址只不过是容器中最后一个元素之后的“不存在”元素的地址。一旦 set 被修改，在插入之前最初指向 s.end() 的 "it" 可能与插入之后的 s.end() 不同。

因此，取消引用“it”会导致未定义的行为。

【讨论】：