c++ - 是否允许 std::string 的 end+1 迭代器？

Question

创建到end(str)+1 的迭代器是否有效？对于 std::string ?
如果不是，为什么不是？

这个问题仅限于 C++11 及更高版本，因为在 C++11 之前，数据已经存储在一个连续 block 中 以这种方式存储。
我认为这可能会有所不同。

std::string 之间的显着差异和我推测的任何其他标准容器是它总是包含比它的 size 多一个元素。 ，零终止符，以满足 .c_str() 的要求.

21.4.7.1 basic_string accessors [string.accessors]

const charT* c_str() const noexcept;
const charT* data() const noexcept;

1 Returns: A pointer p such that p + i == &operator[](i) for each i in [0,size()].
2 Complexity: Constant time.
3 Requires: The program shall not alter any of the values stored in the character array.

尽管如此，即使它应该恕我直言，保证所述表达式是有效的，为了与零终止字符串的一致性和互操作性，如果没有别的，我发现的唯一一段对此表示怀疑:

21.4.1 basic_string general requirements [string.require]

4 The char-like objects in a basic_string object shall be stored contiguously. That is, for any basic_string object s, the identity &*(s.begin() + n) == &*s.begin() + n shall hold for all values of n such that 0 <= n < s.size().

(所有引用均来自 C++14 最终草案 (n3936)。)

相关:Legal to overwrite std::string's null terminator?

Answer 1

TL;DR: s.end() + 1是未定义的行为。

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std::string是一种奇怪的野兽，主要是出于历史原因:

1. 它试图带来 C 兼容性，已知额外的 \0字符存在超出 strlen 报告的长度.
2. 它采用基于索引的界面设计。
3. 事后想到，在标准库中与其他 STL 代码合并时，添加了一个基于迭代器的接口(interface)。

这导致了std::string ，在 C++03 中，编号为 103 member functions ，然后又添加了一些。

因此，应该预料到不同方法之间的差异。

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已经在基于索引的界面中出现了差异:

§21.4.5 [string.access]

const_reference operator[](size_type pos) const;
reference operator[](size_type pos);

1/ Requires: pos <= size()

const_reference at(size_type pos) const;reference at(size_type pos);

5/ Throws: out_of_range if pos >= size()

是的，你没看错，s[s.size()]返回对 NUL 字符的引用，而 s.at(s.size())抛出 out_of_range异常(exception)。如果有人告诉你替换所有使用 operator[]由 at因为它们更安全，所以要小心 string陷阱……

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那么，迭代器呢？

§21.4.3 [string.iterators]

iterator end() noexcept;
const_iterator end() const noexcept;
const_iterator cend() const noexcept;

2/ Returns: An iterator which is the past-the-end value.

非常平淡。

所以我们必须引用其他段落。指针由

提供

§21.4 [basic.string]

3/ The iterators supported by basic_string are random access iterators (24.2.7).

而 §17.6 [requirements] 似乎没有任何相关内容。因此，字符串迭代器只是普通的旧迭代器(您可能会感觉到这是怎么回事......但是既然我们已经走到了这一步，让我们一路走下去)。

这导致我们:

24.2.1 [iterator.requirements.general]

5/ Just as a regular pointer to an array guarantees that there is a pointer value pointing past the last element of the array, so for any iterator type there is an iterator value that points past the last element of a corresponding sequence. These values are called past-the-end values. Values of an iterator i for which the expression *i is defined are called dereferenceable. The library never assumes that past-the-end values are dereferenceable. [...]

所以，*s.end()格式不正确。

24.2.3 [input.iterators]

2/ Table 107 -- Input iterator requirements (in addition to Iterator)

++r 的前置条件列表和 r++那r可以取消引用。

Forward 迭代器、Bidirectional 迭代器和 Random 迭代器都没有解除这个限制(并且都表明它们继承了其前身的限制)。

此外，为了完整起见，在 24.2.7 [random.access.iterators] 中，表 111 -- 随机访问迭代器要求(除了双向迭代器) 列出以下操作语义:

• r += n等价于 [inc|dec]rememting r n次
• a + n和 n + a相当于复制a然后申请 += n到拷贝

同样适用于 -= n和 - n .

因此 s.end() + 1是未定义的行为。