c++ - 为什么删除列表的_first_ 元素会使 `.rend()` 无效？

Question

使用 XCode 4.6 在 Mac OS X 上测试。

此示例代码显示删除 std::list 的最后一个元素如我所料:对 list::end() 的迭代器引用仍然是“1过去了”并且仍然有效，即使删除了最后一个元素。

但是第二个例子反驳了我的直觉。删除列表的 first 元素更改 list::rend()，我认为它是“1 past the beginning”。

我的期望错了吗？为什么错了？为什么您通过删除最后一个元素对“1 past the end”的引用仍然有效(不应该吗？)，但对“1 在开头前面的引用”(.rend())删除前面的元素后变得无效？

void printList( list<int>& os )
{
  for( int& i : os )
    printf( "%d ", i ) ;
  puts("");
}

void testList()
{
  list< int > os ;
  os.push_back( 1 ) ;
  os.push_back( 2 ) ;
  os.push_back( 3 ) ;
  os.push_back( 4 ) ;
  os.push_back( 5 ) ;  

  // Forward iterators:  reference to .end() not invalidated when remove last elt.
  list<int>::iterator fwdEnd = os.end() ;
  printList( os ) ;
  os.erase( --os.end() ) ; // remove the 5 (last elt)
  printList( os ) ;
  if( fwdEnd == os.end() )  puts( "YES, fwdEnd==os.end() still, iterators not invalidated" ) ;  // I get __this__ result
  else puts( "NO: fwdEnd INVALIDATED" ) ;



  list<int>::reverse_iterator revEnd = os.rend() ;
  // remove the front element
  printList( os ) ;
  os.erase( os.begin() ) ; // removes the 1
  printList( os ) ;
  if( revEnd == os.rend() )  puts( "YES revEnd is still valid" ) ;
  else  puts( "NO: revEnd NOT valid" ) ; // I get __this__ result
}

Answer 1

这是因为反向迭代器的引用逻辑与常规迭代器略有不同:它指向一个元素，但在取消引用时，它会产生对前一个元素的引用。

如果您尝试以下操作，您将很容易看到这一点:

#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    vector<int> v = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    auto i = find(begin(v), end(v), 3);
    cout << *i << endl;

    vector<int>::const_reverse_iterator ri(i);
    cout << *ri << endl;
}

输出应该是:

3
2

当反向迭代器物理上指向某个元素时，它逻辑上指向它之前的元素。因此，反向迭代器在物理上指向索引为 i 的集合中的元素，当取消引用时，会产生(对)索引为 i-1 的元素:

                       i, *i
                       |
    -      1     2     3     4     5     6     -
                 |     | 
                 *ri   ri

这就是为什么 rend() 返回的迭代器实际上指向集合中的第一个元素，而不是第一个元素之前的元素。因此，删除第一个元素会使它无效。

           begin, *begin                       end, *end
           |                                   |
    -      1     2     3     4     5     6     -
    |      |                             |     |
*rend      rend                    *rbegin     rbegin

这不仅适用于列表，还适用于所有提供双向迭代器的集合。