为啥删除列表的 _first_ 元素会使 `.rend()` 无效？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥删除列表的 _first_ 元素会使 `.rend()` 无效？

【英文标题】：Why does removing the _first_ element of a list invalidate `.rend()`?为什么删除列表的 _first_ 元素会使 `.rend()` 无效？

【发布时间】：2013-02-07 20:13:19

【问题描述】：

使用 XCode 4.6 在 Mac OS X 上测试。

此示例代码显示删除 std::list 的最后一个元素按我的预期工作：对 list::end() 的迭代器引用仍然是“结束后 1”并且仍然有效，即使通过删除的最后一个元素。

但第二个例子与我的直觉相反。删除列表的 first 元素更改list::rend()，我认为这是“1 过去的开头”。

我的预期错了吗？为什么错了？为什么通过删除最后一个元素对“结束后的 1”的引用仍然有效（不应该吗？），但在删除前面的元素后对“开始前的 1”（.rend()）的引用变得无效?

void printList( list<int>& os )

  for( int& i : os )
    printf( "%d ", i ) ;
  puts("");


void testList()

  list< int > os ;
  os.push_back( 1 ) ;
  os.push_back( 2 ) ;
  os.push_back( 3 ) ;
  os.push_back( 4 ) ;
  os.push_back( 5 ) ;  

  // Forward iterators:  reference to .end() not invalidated when remove last elt.
  list<int>::iterator fwdEnd = os.end() ;
  printList( os ) ;
  os.erase( --os.end() ) ; // remove the 5 (last elt)
  printList( os ) ;
  if( fwdEnd == os.end() )  puts( "YES, fwdEnd==os.end() still, iterators not invalidated" ) ;  // I get __this__ result
  else puts( "NO: fwdEnd INVALIDATED" ) ;



  list<int>::reverse_iterator revEnd = os.rend() ;
  // remove the front element
  printList( os ) ;
  os.erase( os.begin() ) ; // removes the 1
  printList( os ) ;
  if( revEnd == os.rend() )  puts( "YES revEnd is still valid" ) ;
  else  puts( "NO: revEnd NOT valid" ) ; // I get __this__ result

【问题讨论】：

按照我的理解，反向迭代器并不指向它看似指向的东西。 “一个过去的开头”反向迭代器包装了一个引用开头的普通插入器。当包装的迭代器失效时，反向迭代器也是如此。但我没有引用标准来支持这一点。

我猜另一个问题是：“rbegin 在第一个示例中是否同样无效？”

【参考方案1】：

这是因为反向迭代器的引用逻辑与常规迭代器略有不同：它指向一个元素，但在取消引用时，它会产生对前一个元素的引用。

如果您尝试以下操作，您将很容易看到这一点：

#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()

    vector<int> v =  1, 2, 3, 4, 5, 6 ;
    auto i = find(begin(v), end(v), 3);
    cout << *i << endl;

    vector<int>::const_reverse_iterator ri(i);
    cout << *ri << endl;

输出应该是：

3
2

当反向迭代器物理上指向某个元素时，它逻辑上指向它之前的元素。因此，在物理上指向索引为 i 的集合中元素的反向迭代器在取消引用时会产生（引用）索引为 i-1 的元素：

                       i, *i
                       |
    -      1     2     3     4     5     6     -
                 |     | 
                 *ri   ri

这就是为什么 rend() 返回的迭代器实际上指向集合中的第一个元素，而不是第一个元素之前的元素。因此，删除第一个元素会使其无效。

           begin, *begin                       end, *end
           |                                   |
    -      1     2     3     4     5     6     -
    |      |                             |     |
*rend      rend                    *rbegin     rbegin

这不仅适用于列表，还适用于所有提供双向迭代器的集合。

【讨论】：

所以 没有真正的元素 称为“开头前面的 1”.. 而正向迭代器实际上指向“结束后的 1”，反向迭代器只是指向开头，取消引用时，指向“开头前面的 1”

@bobobobo：我想有人可以这么说，尽管从技术上讲，甚至没有一个“在末尾称为 1 的元素”：迭代器只返回一个 position by end() 指向的，就是最后一个元素位置之后的位置。但我想这毕竟是你想说的，在这种情况下你是对的，rend() 返回的迭代器物理上没有指向“集合开始之前的位置”。