为什么std::distance无法处理const和非const迭代器的混合？

Question

就像问题所述，我想知道原因。因为当我尝试获取 const 和非 const 迭代器之间的距离时，会出现错误。

vector<int> v;
auto it=v.begin();
auto cit=v.cbegin();
distance(it,cit);


no matching function for call to ‘distance(__gnu_cxx::__normal_iterator<int*, std::vector<int> >&, __gnu_cxx::__normal_iterator<const int*, std::vector<int> >&)

根据我有限的迭代器理解，我看不出为什么它不能工作。

- NoSenseEtAl

Answer 1

在调用std::distance函数时，您使用了可变迭代器和常量迭代器，因此模板参数推导失败。您可以通过明确指定模板参数来解决此问题。

std::vector<int> v;
auto i1 = v.begin();
auto i2 = v.cbegin();

auto dist = std::distance<std::vector<int>::const_iterator>( i1, i2 );

- Praetorian

Answer 2

那是因为 std::distance() 只有一个模板参数：

template <class InputIterator>
iterator_traits<InputIterator>::difference_type
distance(InputIterator first, InputIterator last);

因此，first和last必须可转换为相同的类型，但模板解析不会考虑vector<int>::iterator可以转换为vector<int>::const_iterator。

- Frédéric Hamidi

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他们为什么不创建带有2个模板参数的模板呢？在C++核心语言中是否可以实现？我的问题是这是一个设计决策还是语言限制？ - NoSenseEtAl

要明确的是，我知道他们可以使用2个模板参数制作模板，但我想知道这是否会与1个模板参数版本发生冲突。 - NoSenseEtAl

@NoSenseEtAl，我会说这是设计决策。这样更简单，并且计算不同类型的迭代器（例如随机访问迭代器和前向迭代器）之间的距离可能不是您经常想要做的事情。您确实可以编写一个具有两个模板参数的版本，但那解决了什么实际问题呢？ - Frédéric Hamidi

@NoSenseEtAl：它不会冲突，你完全可以定义自己的双参数版本（当然不能在std中）。这只是标准中许多细节之一，可能下一个版本会修复它。 - Mike Seymour

“first和last必须具有相同的类型，或者可以转换为相同的类型。”方便的是，标准要求vector::iterator可以转换为vector::const_iterator。 - Robᵩ

@Rob，没错，我太简单化了。回答已相应更新，谢谢 :) - Frédéric Hamidi

Answer 3

众所周知，std::distance只接受一个迭代器类型，而模板参数推导无法确定应该选择哪个类型(尽管只有一种类型是可能的，因为iterator可以转换为const_iterator，但不反过来)。

也许值得编写这样一个模板：

template <typename Container>
typename Container::const_iterator constify(const Container &, typename Container::iterator it) {
    return it;
}

然后，您可以像这样强制模板推断：

std::distance(constify(v, it), cit);

不需要写出冗长的类型名称。 Container& 参数很糟糕，因为据我所知，仅从迭代器参数中无法推断出Container。

- Steve Jessop

Answer 4

std::distance可以与这两个迭代器一起使用，但不起作用的是模板参数推断。编译器试图解析要替换为第一个模板参数的类型，并具有两个潜在的候选项，根据标准，这最终导致失败。

您可以采取以下两种方法之一：仅比较相同类型的迭代器或为模板提供类型：

std::distance<std::vector<int>::const_iterator>( v.begin(), v.cbegin() );

- David Rodríguez - dribeas