迭代器的std :: distance差于RandomAccessIterator

Question

我最近查看了不久前实现的算法 ，发现它可以改进为不仅可以在RandomAccessIterator输入范围上运行，甚至可以在ForwardIterator上运行（仍然需要多通道保证 ）。

我决定通过修改代码中的所有位置（目前使用迭代器之间使用简单的区别）来简单地降级需求，而改为使用std::distance 。 这里描述的std::distance 算法 。 由于std::distance算法的本质，修改不只是一种搜索和替换 ，即：

• 对于算法内部使用的有序容器，我将所有出现的operator <或std::less< iterator > / std::less<>替换为：

auto const less = [ibeg = std::cbegin(input)] (iterator const & l, iterator const & r)
                   {
                       return std::distance(ibeg, l) < std::distance(ibeg, r);
                   };

说， std::set< iterator > x; 修改为std::set< iterator, decltype(less) > x{less}; 。

• 对于算法内部使用的无序容器（ value_type为iterator ），我使用std::hash< std::intptr_t > h; 对于某些固定iterator lhs和许多可变iterator rhs简单差分h(lhs - rhs) （实际上是哈希值的异或组合，但在这里并不重要）的哈希iterator rhs 。 修改为h(std::distance(lhs, rhs)) 。

前一点是正确的，但后者显然不是。 由于rhs只能通过简单的递增而无法从lhs ，因此无法知道先验如何做：递增lhs达到rhs或递增rhs达到lhs 。

但以上哈希仍然有效。 这很奇怪……因为有时候，当lhs > rhs （在某种意义上）时，应该出现访问冲突（有时）。 说，如果：

std::list< int > input{1, 2, 3, 4};
auto a = std::begin(input), b = std::next(lhs, 2);

然后，包含在std::distance(b, a)增量将永远不会停止，并最终到达尚未分配的内存页的边界。 但是AV永远不会在我的程序中发生。 std::distance始终返回非负数。

它是未定义的行为，还是允许对任何ForwardIterator-s应用std::distance ？ -stdlib=是libc++ 。

Answer 1

[...]是否可以对任何ForwardIterator -s对应用std::distance ？

如果您要遵守标准，那么显然不可以，这是不允许的 ：

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

[...]要求：如果InputIterator满足随机访问迭代器的要求，则last应该是从first first可访问的，或者first应该是从last可以访问的； 否则， last应该从first到达 。

[N4431§24.4.4/ 5]

原因是，对于前向迭代器的功能是重复应用operator++从获得first到last ：

由于仅随机访问迭代器提供+和-运算符，因此该库提供了两个功能模板advance和distance 。 这些函数模板将+和-用于随机访问迭代器（因此，它们的时间恒定）。 对于输入，正向和双向迭代器，它们使用++提供线性时间实现。

[N4431§24.4.4/ 1]

Answer 2

在您链接的文档中，“如果InputIt不是RandomAccessIterator ，那么如果无法通过（可能重复地） first递增而无法从first到达last行为，则该行为是不确定的”。

未定义的行为并不意味着访问冲突。 它意味着一切，包括返回一些正数。