在基于范围的循环与标准循环中擦除矢量元素

Question

如果我在标准 for 循环的第一次迭代期间删除了向量的所有 5 个元素

std::vector<int> test {1, 2, 3, 4, 5};

for(int i = 0; i < test.size(); i++)
{
    if(test[i] == 1) test.erase(test.begin(), test.end());
    std::cout << i << " ";
}

它只会迭代一次，std::cout 输出将为 '0'。

但是，如果我使用基于范围的循环执行相同的操作，它将迭代 5 次，尽管向量的所有元素都被删除。

int i = 0;
for (auto &a: test)
{
    if (a==1) test.erase(test.begin(), test.end());
    std::cout << i << " ";
    i++;
}

std::cout 输出将是 '0 1 2 3 4'。

当使用这两种类型的循环时，这种不同的行为从何而来？

Answer 1

在第一种情况下，每次迭代都会调用std::vector::size 函数。因此，如果在第一次迭代中删除所有元素，在第二次迭代开始之前调用的std::vector::size函数将返回0。因此，第二次迭代不会发生，因为条件i < test.size()不满足。

在 second 的情况下，基于范围的 for 循环使用迭代器而不是 std::vector::size 函数。当您调用 std::vector::erase 时，您会使所有迭代器无效，包括 end() 迭代器。因此，第二种情况实际上是 UB（未定义行为），您应该永远依赖它。

来自docs：

std::vector::erase

... 在该点处或之后使迭代器和引用无效 擦除，包括 end() 迭代器。

Answer 2

来自标准，[stmt.ranged]/1

基于范围的 for 语句

for (init-statement opt for-range-declaration : for-range-initializer ) 声明

等价于

{
  init-statement opt     
  auto &&range = for-range-initializer ;
  auto begin = begin-expr ;
  auto end = end-expr ;
  for ( ; begin != end; ++begin ) {
      for-range-declaration = * begin ;
      statement
  }
}

请注意，开始和结束迭代器是在循环本身开始之前初始化的。如果您在循环中执行擦除使迭代器无效，则代码会导致 UB。

另一方面，第一个代码 sn-p 每次迭代都会检查test.size()。当元素被删除并且size() 变成0 时，循环立即结束。