std::remove 与 vector::erase 和未定义的行为

Posted 2023-03-25

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【中文标题】std::remove 与 vector::erase 和未定义的行为【英文标题】：std::remove with vector::erase and undefined behavior 【发布时间】：2014-07-08 19:15:00 【问题描述】：

在整个网络上，我看到人们将erase/remove idiom 用于 C++ 向量，如下所示：

#include <vector> // the general-purpose vector container
#include <iostream>
#include <algorithm> // remove and remove_if
int main()

  // initialises a vector that holds the numbers from 0-9.
  std::vector<int> v =  0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ;

  // removes all elements with the value 5
  v.erase( std::remove( v.begin(), v.end(), 5 ), v.end() );

  return 0;

也就是说，如果我想删除所有符合某些条件的元素（例如，ints 向量中的数字 5），那么我将 std::remove 或 std::remove_if 与 vector.erase 结合使用，如下所示：

vector.erase( std::remove( vector.begin(), vector.end(), <some_value>), vector.end());

总的来说，这很好用； std::remove（和 remove_if）将复制（或在 C++11 中使用移动语义）要删除的元素到向量的末尾，因此我们之前示例中的向量现在看起来像这样：

0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 5 ;

元素 5 加粗，因为它已移到末尾。

现在，std::remove 将返回一个迭代器，然后我们在 erase 中使用它来清除元素。不错。

但是下面的例子呢？

int main()

  // initialises an empty vector.
  std::vector<int> v = ;

  // removes all elements with the value 5
  v.erase( std::remove( v.begin(), v.end(), 5 ), v.end() );

  return 0;

这似乎在我运行它的所有平台上都按预期工作（不删除任何内容，不进行段错误等），但我知道仅仅因为某些东西在工作，并不意味着它不是未定义的行为。

vector.erase 的快速 reference 是这样说的（强调我的）：

iterator erase (const_iterator first, const_iterator last);

first, last 是

在向量内指定范围的迭代器] 要删除：[first,last)。即范围包括first和last之间的所有元素，包括first指向的元素，但不包括last指向的元素。成员类型iterator 和const_iterator 是指向元素的随机访问迭代器类型。

`vector.erase(vector.end(),vector.end())` 是未定义的行为吗？

以下是快速参考中关于异常安全的内容：

如果移除的元素包括容器中的最后一个元素，则不会抛出异常（保证不抛出）。否则，保证容器以有效状态结束（基本保证）。无效的 position 或 range 会导致未定义的行为。

所以，至少在我看来答案是“是”，this *** answer 似乎支持它。

所以，习语有错吗？

假设它是未定义的行为，那么任何对 remove 的调用都可能返回一个迭代器到 vector.end()，在调用 vector.erase 之前应该检查它，并且在空向量上调用 remove 似乎返回 vector.end: (@ 987654324@)

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

int main() 
   vector<int> myInts;
   auto anIter = std::remove(myInts.begin(),myInts.end(),5);
   if (anIter == myInts.end())
      std::cout << "iterator = myInts.end()";

最后，我的问题：

实际的删除/擦除习语应该是这样吗？

auto endOfRangeIterator = std::remove(vector.begin(), vector.end(), <value>);
if (endOfRangeIterator != vector.end())
   vector.erase(endOfRangeIterator, vector.end())

【问题讨论】：

不，空范围也可以。 [first, first) 是一个空集。 @privatedatapublicchannel2：实际上，引用不正确。在first==last 的情况下，引用自相矛盾，指定一个元素被删除，但没有被删除。这就解释了为什么 AndyG 开始相信这是未定义的行为。 @privatedatapublicchannel2：不一样。标准实际上并没有说i 指向的元素包含在范围内。它只是说这是范围的开始。但是，它确实说j 指向的元素是not 包括在内的。此外，传递给erase 的第二个迭代器不一定是结束迭代器，所以如果first==last，这并不一定意味着第一个指向结束。 @privatedatapublicchannel2：为了清楚起见，请阅读 cplusplus.com 的报价，将“last”替换为“first”。 "包括first指向的元素，但不包括first指向的元素"。在这种情况下，该陈述显然是矛盾的。最终我们会erase_if 这将简化整个事情。 【参考方案1】：

24.2.1/7 库中大多数对数据结构进行操作的算法模板都有使用范围的接口。范围是一对指定计算开始和结束的迭代器。 范围[i,i) 是一个空范围；通常，范围[i,j) 指的是数据结构中以元素开头的元素 i 指向的元素，但不包括指向的元素 j.

强调我的。

此外，您引用的erase 的描述不是标准中的规范文本。标准中有这样的说法（表 100）：

a.erase(q1,q2)

效果：擦除 [q1, q2) 范围内的元素。

这并不要求q1 是可取消引用的。如果 [q1, q2) 是空范围（根据 24.2.1/7），则范围内没有元素，因此不会删除任何元素。

【讨论】：

感谢您的澄清。根据标准对空范围的定义确实有助于理清思路；否则我认为它会模棱两可。【参考方案2】：

我认为你的引用中更重要的是：

指定向量内范围的迭代器] 被删除： [第一，最后）。即，范围包括第一个之间的所有元素最后，包括第一个 指向的元素，但不是那个由最后一个指出。成员类型 iterator 和 const_iterator 是随机的访问指向元素的迭代器类型。

正如我们在 cmets 中发现的，来自cpluspluc.com 的引用是不正确的。这在( v.end, v.end) 的情况下不会违反规则，但在

的情况下会不正确

#include <vector>

int main()

    std::vector<int> v =  1, 2, 3 ;

    v.erase( v.begin(), v.begin());

因为陈述自相矛盾

范围包括(...)，包括所指向的元素 v.begin() 但不是 v.begin() 指向的那个。

不能是有效的陈述。

C++ Standard n3337 in § 23.2.2 序列容器要求表 100 指定

a.erase(q1,q2) 返回 iterator 。请注意：

要求：对于vector和deque，T应该是MoveAssignable。效果： 擦除 [q1, q2) 范围内的元素。

这就是 § 24.2.1/7 迭代器要求中关于[i,j) 范围的内容

大多数库的算法模板都对数据进行操作结构具有使用范围的接口。范围是一对指定计算开始和结束的迭代器。一种 range [i,i) 是一个空范围；一般来说，范围 [i,j) 指的是 数据结构中以指向的元素开头的元素 i 及以上 但不包括 j 所指向的元素。范围 [i,j) 当且仅当 j 可以从 i 到达时有效。结果将库中的函数应用于无效范围是未定义。

这样来回答你的问题