c++ - 为什么即使没有内存重新分配，在 for 循环中调用 push_back 也是不安全的？

Question

当我阅读这篇文章时:https://stackoverflow.com/a/42448319/3336423

我明白，在 for 循环中调用 push_back 是不安全的，因为:

If the new size() is greater than capacity() then all iterators and references (including the past-the-end iterator) are invalidated. Otherwise only the past-the-end iterator is invalidated.

那么，我假设如果我保证不会超出容量，那么它就是安全的....

但显然不是，下面的所有实现都会在第一次调用 push_back 后崩溃(使用 Visual Studio)，即使我可以看到容量在循环内保持不变(所以我假设 vector 不会重新分配其内存):

版本 1:

std::vector<int> v1{ 3, 4, 5 };
v1.reserve( v1.size()*2 );
size_t c1 = v1.capacity();
for ( auto val : v1 )
{
    v1.push_back( val );
    c1 = v1.capacity();
}

版本 2:

std::vector<int> v2{ 3, 4, 5 };
v2.reserve( v2.size()*2 );
size_t c2 = v2.capacity();
auto curEnd = v2.end();
for ( auto iter = v2.begin(); iter != curEnd; ++iter )
{
    v2.push_back( *iter );
    c2 = v2.capacity();
}

版本 3:

std::vector<int> v3{ 3, 4, 5 };
v3.reserve( v3.size()*2 );
size_t c3 = v3.capacity();
for ( auto iter = v3.begin(); iter != v3.end(); ++iter )
{
    v3.push_back( *iter );
    c3 = v3.capacity();
}

是什么导致这些代码崩溃？

Answer 1

你的前两个版本都有同样的问题。缓存的尾后迭代器在第一次插入后失效，使任何后续使用成为 UB。是的，甚至只是与之比较。

您的第三个示例崩溃了，因为它最终尝试重新插入新插入的元素。所以它最终需要重新分配，最终导致更多的 UB。

正确的基于迭代器的方法是直到最后一个结束。但直到最后，假设 vector 不为空。

std::vector<int> v{ 3, 4, 5 };
v.reserve( v.size()*2 );

auto it = v.begin(), end = v.end();
--end;
do {
  v.push_back(*it);
} while (it++ != end); // Check against current position, but increment still