為什么向量迭代器指向超出邊界？

Question

我正在研究遞歸mergesort算法，並且一個迭代器超出范圍。 我很肯定我的問題的根源是我的算法存在缺陷，但是我已經花了幾天時間傾倒它，我只是沒有看到我的錯誤。 我不知道要采取什么方向。 有人比我看一看更有經驗/更聰明嗎？ （在這里 ，Github上提供了帶驅動程序的完整程序。）

輸出是：

before: 50 5 40 10 30 15 20 20 10 25 
after : -1808873259 5 10 10 15 20 20 25 30 40 50 
/*      ^  
 *      Extra recursive call, and out-of-bounds.
 */

為了清楚起見，我被約束為返回類型為T的向量，在本例中為int，但我從這篇文章中知道使用void函數更好。

template <typename T>
vector<T> mergesort(typename vector<T>::iterator begin, typename vector<T>::iterator end){
    vector<T> newVector;
    if (begin!=end){
        vector<T> tmp1;
        vector<T> tmp2;
        typename vector<T>::iterator mid1 = begin;
        typename vector<T>::iterator mid2 = begin;

        long origDistance = distance(begin,end);
        long endOfRange1 = origDistance/2;
        long begOfRange2 = endOfRange1+1;

        advance(mid1,endOfRange1);
        advance(mid2,begOfRange2);

        tmp1 = mergesort<T>(begin,mid1);
        tmp2 = mergesort<T>(mid2,end);

        //"merge()" is from the STL, link in comments. 
        merge(tmp1.begin(),tmp1.end(),tmp2.begin(),tmp2.end(), back_inserter(newVector));

    } else {
        newVector.push_back(*begin);
    }
    return newVector;
}

Answer 1

取消引用begin時begin == end 。 這是未定義的行為。 可能你想要if (origDistance == 1)然后push_back單個元素並返回。

Answer 2

如果end指向向量的最后一個元素，那么你的函數看起來可以工作。 但是在您的示例程序中，您可以這樣稱呼它：

 newVector = mergesort<int>(vec.begin(), vec.end()); 

vec.end()指向矢量的末尾，它不指向最后一個元素。 因此，您的函數會混亂，因為它最終會嘗試訪問您傳入的第二個迭代器所指向的元素。

你可以調用你的函數： mergesort<int>(vec.begin(), vec.end() - 1); 。

但是，這會讓其他人閱讀您的代碼感到驚訝。 重寫mergesort函數以遵循正常的C ++范圍約定會更好，也就是說，名為end的參數應該是past-the-end。 mid1應該等於mid2 。

Answer 3

好吧 - 如果不把它搞清楚就無法入睡，並且John Zwinck和MM為了讓我朝着正確的方向而獲得了巨大的榮譽 - 這是獲得正確輸出的代碼：

template <typename T>
vector<T> mergesort(typename vector<T>::iterator begin, typename vector<T>::iterator end){
    vector<T> newVector;
    long origDistance = distance(begin,end); /*Get distance first.*/

    if (origDistance==1){ /*Added better anchor case checking for distance.*/
        newVector.push_back(*begin);
        return newVector;
    }

    vector<T> tmp1;
    vector<T> tmp2;
    typename vector<T>::iterator mid1 = begin;
    typename vector<T>::iterator mid2 = begin;

    long endOfRange1 = origDistance/2;
    long begOfRange2 = endOfRange1;/*Edited from: endOfRange+1*/

    advance(mid1,endOfRange1);
    advance(mid2,begOfRange2);

    tmp1 = mergesort<T>(begin,mid1);
    tmp2 = mergesort<T>(mid2,end);

    merge(tmp1.begin(),tmp1.end(),tmp2.begin(),tmp2.end(), back_inserter(newVector));
        return newVector;
}

Answer 4

在這里，我將向您展示如何做到這一點。

template <typename T>
void mergesort(typename vector<T>::iterator, typename vector<T>::iterator);

// ...

    mergesort<int>(vec.begin(), vec.end());
    newVector = vec;

// ...

template <typename T>
void mergesort(typename vector<T>::iterator begin, typename vector<T>::iterator end){
    auto const N = std::distance(begin, end);
    if (N <= 1) return;                   
    auto const middle = std::next(begin, N / 2);
    mergesort<T>(begin, middle);
    mergesort<T>(middle, end);
    std::inplace_merge(begin, middle, end); 
}

正確輸出：

before: 50 5 40 10 30 15 20 20 10 25 
after : 5 10 10 15 20 20 25 30 40 50 

STL已經有inplace_merge，為什么要重新實現呢？ 通過這種方法，您不必認為邊界很難。