如何推导出 std::advance 迭代器类型？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何推导出 std::advance 迭代器类型？

【英文标题】：How std::advance iterator type is deduced?

【发布时间】：2018-06-22 13:31:53

【问题描述】：

请查看std::advance 函数。 根据 cppreference 的复杂性是：

线性。 但是，如果 InputIt 额外满足 RandomAccessIterator 的要求，复杂度是不变的。

那么如果我传递一个迭代器和一个整数，程序如何推断它是什么迭代器以及它是如何实现的？那么该函数有 2 个重载还是什么？

【问题讨论】：

std::iterator_traits，见iterator_category。

对于这类查询，打开标准库的源代码并尝试通过阅读代码来理解它总是值得的。在 linux 上，它通常可以在 /usr/include/c++/<version> 下找到。

在windods上，@PaulRooney？

不确定抱歉，我手边没有窗户。不过搜索起来并不难。

【参考方案1】：

程序如何推断它是什么迭代器以及它是如何实现的？

它使用std::iterator_traits<T>::iterator_category 来确定迭代器类别，然后进行标签调度。

std::iterator_traits 专门用于原始指针。原始指针是随机访问迭代器。

例如：

template<class I>
void doadvance(I& i, size_t n, std::random_access_iterator_tag) 
    i += n;


template<class I, class Tag>
void doadvance(I& i, size_t n, Tag) 
    while(n--)
        ++i;


template<class I>
void advance(I& i, size_t n) 
    using Tag = typename std::iterator_traits<I>::iterator_category;
    doadvance(i, n, Tag);

在 C++17 中，它可以使用 if constexpr 而不是 标记调度，但这会使标准库不向后兼容。这就是为什么它必须继续使用标签调度。

IMO，std::next 的接口比std::advance 更好，因为它返回迭代器，因此调用不必占用自己的代码行。

【讨论】：

@EduardRostomyan std::iterator_traits 专门用于原始指针。原始指针是随机访问迭代器。

@MaximEgorushkin：标准中没有要求它使用这样的标签调度。仍然使用它的 C++17 实现可以选择这样做。现在是的，if constexpr 表达式必须基于随机访问标记，但它不必通过它委托调用。

@NicolBolas 我没有说标准要求使用标签调度。我并没有说if constexpr 必须委托。恰恰相反，if constexpr 消除了进行标签调度的需要。

【参考方案2】：

程序如何推断它是什么迭代器

使用std::iterator_traits，即检查std::iterator_traits<It>::iterator_category，如果是std::random_access_iterator_tag，则表示它是一个RandomAccessIterator。

顺便说一句：std::iterator_traits 专门用于原始指针；它们总是 RandomAccessIterator。

那么函数有 2 个重载还是什么？

没有std::advance的重载，实现通常会实现几个辅助函数重载，根据std::advance中的iterator_category调用。

【讨论】：

@Slava 答案已修改。