一个向量中的迭代器无效化了。

Question

我知道擦除操作会使得迭代器在擦除点及其之后的位置失效。请考虑以下代码：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
std::vector<int>::iterator it = vec.end() - 1; //last element
vec.erase(vec.begin()); //shift everything one to the left, 'it' should be the new 'end()' ?
std::cout << (it == vec.end()); //not dereferencing 'it', just comparing, UB ?

比较（而非引用）一个被使无效的迭代器（在这种情况下为it）是否是未定义行为？如果不是，it == vec.end()保证成立吗？

编辑：从顶部的答案看来，如果只有it是奇异值，那么这是未定义行为。但是从STL迭代器上下文中的奇异和非奇异值是什么？可以看出，it（或曾经）与容器相关联，因此使it非奇异。

我会感激更深入的分析，谢谢。

- PoweredByRice

Answer 1

一旦您的迭代器被使无效，甚至将其与其他内容进行比较可能会导致未定义行为：

[C++14: 24.2.1/10]: 无效的迭代器是指可能为单值的迭代器。

[C++14: 24.2.1/5]: 对于单值，大多数表达式的结果都是未定义的；唯一的例外是销毁保持单值的迭代器、将非单值赋给保持单值的迭代器以及对于满足DefaultConstructible要求的迭代器，使用值初始化的迭代器作为复制或移动操作的源。[..]

请注意，这意味着您也不能将默认构造的迭代器与任何.end()进行比较。

与“指针只是内存地址”这一普遍观念相反，这些规则在很大程度上也适用于指针。实际上，迭代器的规则是指针规则的概括。

- Lightness Races in Orbit

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感谢您的回答，我同意您所说的一切。然而，在这种特殊情况下，看起来 it 可能是非单数的。请参见 https://dev59.com/uW035IYBdhLWcg3wZvJg 。虽然 it 是无效的，但它与容器“关联”（更准确地说，曾经关联），这使得它是非单数的。 - PoweredByRice

@PoweredByRice：我在那个页面上没有看到任何相关和/或有权威的陈述。你自己说了：“曾经”被关联，过去式是关键。 它现在不再关联。 - Lightness Races in Orbit

所以我想问题是：何时无效的迭代器是非奇异的？ - PoweredByRice

@PoweredByRice：我不确定。我目前的解释是这取决于迭代器失效和实际上“物理”破坏迭代器之间的区别。也就是说，例如，在重新散列发生后，即使容器的结果状态可能与之前相同，迭代器也会失效。我认为标准要求我们考虑所有无效迭代器都有可能是奇异的，并在此基础上继续进行。 - Lightness Races in Orbit

Answer 2

正式地说，指向被删除元素或之后元素的任何迭代器都将失效。因此，

1. 是的，这是未定义行为（尽管在底层它是一个指针）。

2. 再次是未定义行为，尽管显然很有可能。

- Bathsheba

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一些C++库使用类类型来表示向量迭代器（这会导致由于ADL在不同库之间产生相同代码的不同行为，例如find(v.begin(), v.end(), x);）。在调试模式下，它们会尝试诊断，例如，比较不同向量中的迭代器。 - M.M