c++ - 修改 C++ std::set 中元素的排序相关部分

Question

我知道这是有问题的，但我很好奇这样做是否会导致未定义的行为？

class A
{
public:
    int i;
};
class As {
public:
    bool operator()(const A* l, const A* r)
    {
        return l->i < r->i;
    }
};
int main() {
    std::set<A*,As> s;
    A* a1 = new A();
    a1->i = 9;
    A* a2 = new A();
    a2->i = 2;
    s.insert(a1);
    s.insert(a2);
    for(std::set<A*,As>::iterator i = s.begin(); i != s.end(); ++i)
        std::cout<<(*i)->i<<std::endl;
    for(std::set<A*,As>::iterator i = s.begin(); i != s.end(); ++i)
    {
        if((*i)->i == 2)
            (*i)->i = 22;
    }
    for(std::set<A*,As>::iterator i = s.begin(); i != s.end(); ++i)
        std::cout<<(*i)->i<<std::endl;
    //now s is in incorrect state, insert all elements into a tmp one
    std::set<A*,As> t;
    for(std::set<A*,As>::iterator i = s.begin(); i != s.end(); ++i)
        t.insert(*i);
    s.swap(t);
    for(std::set<A*,As>::iterator i = s.begin(); i != s.end(); ++i)
        std::cout<<(*i)->i<<std::endl;
}

输出是:

2
9
22
9
9
22

用GCC 4.7编译好像没问题，不知道是不是运气问题。

Answer 1

标准 (C++11) 说明了关联容器中使用的键比较函数，即像 std::set 这样的容器:

(§23.2.4/3) [...] For any two keys k1 and k2 in the same container, calling comp(k1,k2) shall always return the same value.

comp 指的是比较函数，在您的例子中是仿函数 As()。

显然，当键包含指向外部对象的指针并且调用 comp(k1,k2) 的结果取决于这些外部对象时，修改对象会导致违反上述规则。

标准没有说明如果您违反此规则会发生什么。所以，正式来说，你有未定义的行为(因为标准没有定义行为)。

在实践中，我猜很可能由于违规而发生可怕的事情，包括段错误，因为下一次在集合中搜索键或进行插入时，搜索算法——建立在 key 有序的假设之上——可能会误入歧途并进行越界访问等。

所以结论是，是的，这就是 UB，即使在实践中它在一些选定的情况下有效，也可能导致坏事发生。