C++：在迭代std :: vector时使用push_back

Question

C++：在迭代std :: vector时使用push_back

8

以下代码片段输出非常奇怪。我本来期望一个溢出错误（Python会给出MemoryError）。

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::vector<int> a{1,2,3};

    for( auto const & item : a)
        a.push_back(item);


    for( auto const & item : a)
        std::cout<<item<<',';

    return 0;
}

输出结果：1,2,3,1,0,3,

这个结果怎么解释呢？

如果你在Python中做了类似的事情，它会出现内存错误。

>>> a = range(0,20)
>>> for i in a:
    a.append(i)



Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#3>", line 2, in <module>
    a.append(i)
MemoryError

>>>

这个问题浮现在我的脑海中，因为上面的代码写法被认为是绑定安全的。对于绑定安全的容器，在 foreach type iteration期间，容器不应该增长/缩小。所以这是一个漏洞抽象。

有没有一种方法可以包装这个foreach循环，以便在循环体中不允许引起大小修改/重新分配的任何操作。

- jha-G

我怀疑这样做是未定义行为。 - πάντα ῥεῖ

@Gautam Jha，我认为在问题得到回答之后修改/扩展问题有点不公平... - Juan Leni

之前意图表达不够清晰，提出一个类似的问题并不能解决问题。 - g-217

好的，我认为在最后两段你现在提出了一个不同的问题。 - Juan Leni

2个回答

5

如果向量被重新调整大小，迭代器将变得无效。

如果您提前进行保留，则可以执行此操作。

请记住，对于for range，它将在任何更改之前定义的迭代器边界上运行。因此只会获取附加到列表中的副本。

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::vector<int> a{1,2,3};

    a.reserve(10);           // 10 should be enough to get a copy without reallocating
    for( auto const & item : a)
        a.push_back(item);

    for( auto const & item : a)
        std::cout<<item<<',';

    return 0;
}

输出：

1,2,3,1,2,3,

我不建议使用这样的方法，因为我认为它不够清晰明了。然而，如果你参照标准，这个行为是可以预期的：

23.3.6.5 向量修饰符

关于 insert,emplace,emplace_back, push_back 的使用。

备注：如果新大小大于旧容量，则会导致重新分配。如果没有发生重新分配，则插入点之前的所有迭代器和引用仍然有效。

也就是说，如果没有重新分配，你可以信任插入点之前的迭代器。只要你的向量容量足够大，你就可以无问题地添加元素。

- Juan Leni

为什么C++不会使std::vector的大小恒定，即不进行重新分配。因为上述代码没有任何意义。 - g-217

std::vector 能够动态增长。如果您想要大小保持不变，应该使用 std::array。 - Juan Leni

这个问题浮现在我的脑海中，因为上述编写代码的方式被认为是绑定安全的。但它是否存在泄漏的抽象呢？ - g-217

@mtk99，std::vector和std::array之间还有一个关键的区别，这可能会使std::array无法使用：向量在堆上分配内存，而数组是由编译器在编译时在堆栈上分配的（如果定义为局部变量）。 - Some programmer dude

@GautamJha。我附加了一些关于C++标准的信息。 - Juan Leni

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可以查看英文原文，
原文链接

- Some programmer dude · Accepted Answer

在C ++中，向向量添加元素可能会导致包含数据的重新分配，这将使所有迭代器无效。这意味着您不能使用迭代器（这是范围为基础的循环所做的）循环遍历向量同时插入新元素。

但是，您可以使用索引进行迭代，并使用向量大小作为条件，因为索引始终相同。