為什么 std::vector 的 "operator<"<int> ::iterator 似乎在超出范圍時比較絕對值（before.begin（））？</int>

Question

std::vector 上的 cppreference似乎沒有任何std::vector<T>::iterator類型的鏈接。 由於它是連續 memory 上的雙向迭代器，我認為它可以是“負數”。
std::distance(vec.begin(), std::prev(vec.begin())產生-1 ，我最終使用std::distance來比較循環的迭代器。
但我期待while(iterLeft < iterRight)是一個有效的檢查，它比while(std::distance(iterLeft, iterRight) > 0)短。

然而，這段代碼表明operator<出於某種原因似乎比較絕對值：
（這段代碼幸存下來重現了問題。實際代碼有一個可變大小的向量作為輸入）

#include <vector>
#include <iostream>

int main()
{
    std::vector<int> vec{};
    auto iterLeft = vec.begin(),
        iterRight = std::prev(vec.end());

    std::cout << "Left = " << std::distance(vec.begin(), iterLeft) 
        << ", Right = " << std::distance(vec.begin(), iterRight) 
        << ", Left < Right: " << std::boolalpha << bool(iterLeft < iterRight)
        << std::endl;

    return 0;
}

返回的程序：0
左 = 0，右 = -1，左 < 右：真

https://godbolt.org/z/PErY35Ynj

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所以基本上 UB不是由std::prev(vec.end())引起的，而是由超出范圍的迭代器 goind 引起的（在.begin()之前）。

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代碼示例只是為了重現問題。 最初的代碼是用 2 個迭代器遍歷一個數組，目的是使代碼聲明（意思是處理空的 arrays 而不進行顯式檢查）。

for (auto leftIter = vec.begin(), rightIter = std::prev(vec.end()); leftIter < rightIter;)
{
 // do stuff
 ++leftIter;
 --rightIter;
}

該代碼在大多數情況下工作正常，但 arrays 為空。因此出現了這個問題。

Answer 1

如果將 std::distance 應用於同一范圍內的有效迭代器，則std::distance可以產生負值，並且operator<可用於比較同一范圍內有效迭代器的順序。 它以預期的方式進行比較。 iterLeft < iterRight將等效於std::distance(iterLeft, iterRight) > 0 。

然而，唯一有效的迭代器是從begin()到end()范圍內的迭代器。 嘗試在begin() “之前”或“之后” end()獲取迭代器會導致未定義的行為。

所以std::distance(vec.begin(), std::prev(vec.begin())不會導致-1 。它具有未定義的行為。

同樣，在您的代碼塊中， std::prev(vec.end())具有未定義的行為，因為向量為空，因此vec.begin() == vec.end() 。