C++标准是否对操作空容器的算法做出了任何保证？

Question

例如，

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

int main() {
  std::vector<int> empty{};
  std::reverse(empty.begin(), empty.end());
  std::cout << "Sum: " << std::accumulate(empty.cbegin(), empty.cend(), 0) << std::endl;
  std::cout << empty.size();
}

按我的期望构建并运行:

sum: 0
size: 0

我能否保证这种行为在任何符合标准的编译器上都会发生？

- segfault

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正是像这样的部分保证了空集的行为。 - NathanOliver

Answer 1

由于标准库算法操作的是迭代器范围，所以算法在任何有效的迭代器范围上都是安全和有效的保证。现在我们只需要关注什么是有效的迭代器范围。

形成迭代器范围的迭代器要求：

• 它们必须引用相同容器的元素（或最后一个元素之后）
• 可以通过重复递增begin来到达end。换句话说，end不能在begin之前。

满足这些要求后，我们可以将任何有效范围视为左包含范围：[begin，end)。因此，该范围具有以下属性：

• 如果being等于end，则该范围为空
• 如果begin不等于end，则范围中至少有一个元素，并且begin指向第一个元素
• 因此，我们可以将begin递增若干次，直到begin == end（当发生这种情况时，范围仍然有效）

正是这些属性为迭代器的方便使用提供了支持。 <algorithms>内部也基于这些属性。

我们必须意识到编译器无法强制执行这些要求，我们需要确保传递的范围的有效性（有时需要考虑相当多的因素）。

因此，是的，当传递给算法时，begin == end仍然是一个有效的范围，因此我们得到的输出也是可以预期的。

- rawrex

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在容器为空的情况下，begin == end，因此通过将begin增加零次可以到达end。因此，暗示空容器是STL算法的有效操作数吗？ - segfault

@segfault请检查最新的编辑，我猜它回答了这个问题。另外，如果我们尝试思考如何实现一个算法，我们肯定会在其中加入类似于begin != end的东西。 - rawrex

@segfault 当且仅当两个迭代器都指向同一个容器并且 b 没有超出 e 的范围时，该范围才是有效的，也就是说 b==e 仍然是有效的。 - rawrex