为啥 std::distance() for std:list<int>::iterator 在 last 在 first 之前不返回负数？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥 std::distance() for std:list<int>::iterator 在 last 在 first 之前不返回负数？

【英文标题】：Why does std::distance() for std:list<int>::iterator not return a negative number when last is before first?为什么 std::distance() for std:list<int>::iterator 在 last 在 first 之前不返回负数？

【发布时间】：2019-09-27 00:35:18

【问题描述】：

std::distance 在std::list 上给我一个圆形距离，而不是相对距离。为什么？

 #include <list>                                                                 
 #include <iostream>                                                             
 #include <iterator>                                                             

 using namespace std;                                                            

 int main()                                                                     
     list<int> derp = 1,2,3,4;                                                 
     auto begin = derp.begin();                                                  
     auto end = derp.end();                                                      
     end--;                                                                      
     cout << distance(end, begin) << endl;                                       
     cout << distance(begin, end) << endl;                                       
             

当我运行它时，会发生以下输出：

2
3

我希望得到以下结果：

-3
3

为什么会这样？

【问题讨论】：

您为什么期望3 是std::distance(begin, end) 的结果？我实际上希望4。

【参考方案1】：

您的代码具有未定义的行为。对于std::distance

如果InputIt 不是LegacyRandomAccessIterator，如果通过（可能重复地）递增first 无法从first 访问last，则行为未定义。如果InputIt 是LegacyRandomAccessIterator，则如果无法从first 访问last 并且无法从last 访问first，则行为未定义。

std::list 的迭代器不是 RandomAccessIterator，它的begin 不能通过增加end 从end 访问。

【讨论】：

好的。是否有一种标准方法来检测 last 是否可以通过递增从 first 到达？我可能只需要实现我自己的。

@CollinBell AFAIK 没有这样的方法；对于所有 stl 容器和原始数组都是如此，它们的end 可以通过递增从begin 到达。 std::distance 也不会执行这样的检测，如果无法访问就离开 UB。

@CollinBell 您可以使用std::iterator_traits 来检查一个迭代器类型是否是随机访问，但是给定两个指向相同序列的任意非随机访问迭代器，无法分辨哪个在前另一个，因为他们没有实现operator<。您将无法实现自己的。

【参考方案2】：

对于不满足 random access iterator 要求的迭代器，std::distance 返回 first（第一个参数）必须递增到等于 last（第二个参数）的次数。

您正在使用std::list，它没有随机访问迭代器。对于distance(end, begin)，无论你增加多少次end，它永远不会等于begin。因此，行为是未定义的，结果取决于您的标准库实现的细节。