向量的 std::copy 无法正常工作

Question

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
    vector<int> a{ 1, 2, 3 };
    copy(a.begin(), a.end(), back_inserter(a));
    for (const int& x : a)
        cout << x << ' ';
}

Output：

1 2 3 1 -572662307 -572662307

预期 output：

1 2 3 1 2 3

我不知道为什么会这样。 这种行为的原因是什么？

Answer 1

问题是随着向量的增长，您提供的迭代器可能会失效。 您可以使用reserve来解决这个问题。 一般来说，如果您提前知道大小，那么使用reserve是一个好主意，这样可以减少分配：

#include <algorithm>
#include <vector>

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

  a.insert(a.end(), a.begin(), a.end());
}

请注意， insert通常比back_inserter更好更简单。

Answer 2

通常，您的程序具有未定义的行为，因为在向向量添加新元素期间迭代器可能会变得无效。

您必须在向量中保留足够的 memory。 例如

#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <algorithm>

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

    v.reserve( 2 * v.size() );
    
    std::copy( std::begin( v ), std::end( v ), std::back_inserter( v ) );
    
    for ( const auto &item : v ) std::cout << item << ' ';
    std::cout << '\n';
    
    return 0;
}

如果您的编译器支持 C++ 17 标准（在 C++ 14 标准中，要求指定复制范围的迭代器不是向量本身的迭代器），那么您可以使用方法 insert，例如

#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>

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

    v.insert( std::end( v ), std::begin( v ), std::end( v ) );

    for ( const auto &item : v ) std::cout << item << ' ';
    std::cout << '\n';
    
    return 0;
}

Answer 3

从cppreference copy的可能实现：

 template<class InputIt, class OutputIt> OutputIt copy(InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first) { while (first;= last) { *d_first++ = *first++; } return d_first; }

使用back_inserter *first++将在向量上调用push_back 。 当向量需要重新分配时，调用push_back可能会使所有迭代器失效。 因此，您的代码具有未定义的行为。

请注意， back_inserter有点异国情调。 它违反了迭代器和容器通常的严格分离，因为迭代器必须存储对容器的引用。 仅此一项并不能解释您看到的效果，但它表明当迭代器实际修改容器时需要小心。