為什么vector :: pop_back使迭代器（end（）-1）無效？

Question

注意：該問題也適用於erase 。 見底部。

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在vector上調用pop_back之后， end() - 1迭代器無效的事實背后的原因是什么？

為了澄清，我指的是這種情況：

std::vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);

std::vector<int>::iterator i1 = v.begin(), i2 = v.end() - 1, i3 = v.begin() + 1;

v.pop_back();

// i1 is still valid
// i2 is now invalid
// i3 is now invalid too

std::vector<int>::iterator i4 = v.end();

assert(i2 == i4);  // undefined behavior (but why should it be?!)
assert(i3 == i4);  // undefined behavior (but why should it be?!)

為什么會這樣？ （即，這種失效何時將證明對實施有利？）

（請注意，這不僅是理論上的問題。如果您將_ITERATOR_DEBUG_LEVEL設置為2 ，則在嘗試以調試模式執行此操作時，Visual C ++ 2013-可能還有2012-也會顯示錯誤。）

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關於erase ：

請注意，相同的問題也適用於erase ：
為什么erase(end() - 1, end())使end() - 1無效？

（因此，請不要說“ pop_back使end() - 1無效，因為它等效於調用erase(end() - 1, end()) ” ；這只是在問這個問題。）

Answer 1

有趣的問題是，使迭代器無效意味着什么。 而且我的標准確實沒有很好的答案。 我所知道的是，在某種程度上，該標准將迭代器視為不是指向容器內部位置的指針，而是作為駐留在容器中的特定元素的代理。

考慮到這一點，在刪除向量中間的單個元素之后，移除點之后的所有迭代器都將變得無效，因為它們不再引用之前引用的相同元素。

對這種推理的支持來自容器中其他操作的迭代器無效子句。 例如，在insert ，該標准保證，如果沒有重新分配，則插入點之前的迭代器仍然有效。 例外情況 ， 在插入點之后 ，它將使所有迭代器無效。

如果迭代器的有效性僅與容器中存在迭代器所指向的元素有關，則該操作都不會使迭代器無效（同樣，在沒有重新分配的情況下）。

進一步講，如果您將迭代器有效性視為指針有效性 ，則在erase操作期間，向量中的所有迭代器都不會失效。 end()-1迭代器將變得不可取，但可以保持有效，事實並非如此。

Answer 2

pop_back通常是用pop_back erase(end()-1, end()) 。

當您從向量中擦除一定范圍的迭代器時，從第一個被擦除和向前擦除的所有迭代器都將失效。 這包括一個范圍。

通常，有效的不可重新引用的非輸入迭代器始終引用相同的數據“位置”，直到無效為止。 在erase的情況下，之后所有非無效的迭代器當前都具有相同的值和位置。

上面兩個規則都必須進行修改才能獲得所需的行為。 第一個類似“除非您這樣做會刪除最后一個元素，在這種情況下，第一個被刪除的元素將成為最后一個迭代器”。 而且仍然有效的迭代器將變得不可取，據我所知，對於迭代器而言，這可能是唯一的狀態更改，在C ++中尚無先例。

成本既是標准中用來支付您要求的行為的額外技巧，又是嚴格的迭代器的健全性檢查。 好處-好吧，我看不到：在每種情況下，您都必須確切地知道發生了什么（一個非常特殊的迭代器只是在末尾成為一個迭代器而不是被無效），如果您知道是這種情況，只能說說end 。

並且需要單詞。 當你調用erase( a, b )從每一個迭代a上都會有其狀態以某種方式改變（ *a不會返回相同的值，以及如何必須指定的更改）。 C ++采取了簡單的方法，只是聲明其狀態被erase更改的每個迭代器都將變為無效，並且使用它是未定義的行為：這允許實現者獲得最大的自由度。

從理論上講，它還可以進行優化。 如果在erase操作之前和之后取消引用迭代器，則可以認為您獲得的值是相同的！ （假設不可能在對象析構函數內對容器進行間接修改，這也可以被證明）。