對於C++ Random Access Iterator（向量迭代器），迭代器之間的差異是如何計算的？

Question

我有以下代碼來隨機化隨機訪問迭代器（ vector<int>::iterator ）中的元素 -

#include <vector>
#include <list>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;

template<class RandomAccesIterator>
void randomize(RandomAccesIterator iterBegin, RandomAccesIterator iterEnd)
{
    while (iterBegin != iterEnd)
    {
        int rand1 = rand();
        auto iterdiff = iterEnd - iterBegin;
        auto secondarg = iterBegin + rand1 % (iterdiff);
        iter_swap(iterBegin, secondarg);
        ++iterBegin;
    }
}

以下是 main() 函數：

int main()
{
    //container used as to apply algorithm to.
    list<int> List = {34,77,16,2,35,76,18,2,56};

    //randomize example.
    cout << "calling randomize on sorted vector: " << endl;
    List.sort();
    vector<int> temp(List.begin(), List.end());
    cout << "before randomize: " << endl;
    for (vector<int>::iterator it = temp.begin(); it != temp.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    randomize(temp.begin(),temp.end());
    cout << "after randomize: " << endl;
    for (vector<int>::iterator it = temp.begin(); it != temp.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl<<endl;
    return 0;
}

在randomize模板函數中，迭代器之間的差異是如何計算的（iterEnd - iterBegin）？

我在即時窗口中嘗試了一些東西，它看起來像 iterEnd - iterBegin 是這樣計算的（向量中有 9 個元素，下面的計算給出了 9 個）。 我嘗試了vector<int>中的各種元素，每次都得到正確的答案。 計算是我們第一次在while循環中遇到iterEnd-iterBegin（即對於向量中的9個元素）：

在即時窗口中 -

1.

iterEnd
{-33686019}
    [ptr]: 0x0080f9dc {-33686019}
    [Raw View]: {...}

2.

iterBegin
{2}
    [ptr]: 0x0080f9b8 {2}
    [Raw View]: {...}

3.

0x0080f9dc-0x0080f9b8 //iterEnd - iterBegin gives 36.
36

4.

36/4 //Dividing 36 by 4, since an integer is 4 bytes (we are iterating over a vector of integers).
9

我還嘗試了vector<int>中的 8 個元素，相同類型的計算在上面的步驟 4. 中產生了 8 個元素。

我在這里有幾個問題：

1. 我為獲取向量中的元素數量而執行的步驟是否正確（上面的步驟 1. 到 4.）？
2. 在上面的第 4 步中，我將 36（十進制）除以 4 個字節。 這如何給我正確的結果？ 如果我將 36 個字節除以 4 個字節，那么這將是有意義的，然后這將給我 9 個元素。 為什么將十進制 36除以 4 個字節給我正確答案？

請參閱：我正在使用以下編譯器：Microsoft Visual Studio Enterprise 2019（版本 16.2.1）。 操作系統平台是基於 x64 的 64 位處理器。 我正在 Debug x86 環境中構建。 Windows 版本是 Windows 10 Pro

Answer 1

你的步驟是正確的，但僅僅是因為：

• int在您的系統上恰好是 4 個字節長
• std::vector<int>::iterator碰巧在您的系統上簡單地包裝了一個原始指針（ int* ）

您可以使用sizeof(int)來評估編譯代碼的任何系統上的正確字節數，而不是對值 4 進行硬編碼。

std::size_t numElements = (0x0080f9dc - 0x0080f9b8) / sizeof(int);  // Better

至於你的第二個問題，你計算的36不是一個無單位的十進制值。 原始指針的原始整數值（記住： std::vector<int>::iterator平凡包裹一個int*所以它具有相同的大小）使用字節作為其隱含的單元，因此，實際上是將字節由字節在腳步。

最后，我建議避免這種指針運算（ 基本原理）。 標准已經提供了一個函數來精確計算這個， std::distance ，它可以在所有標准迭代器和你編譯代碼的任何系統上正常工作。

std::size_t numElements = std::distance(iterBegin, iterEnd);  // Best