c++ - std::reverse_iterator 如何在开始之前保留一个？

Question

这是使用 std::reverse_iterator 的代码示例:

template<typename T, size_t SIZE>
class Stack {
    T arr[SIZE];
    size_t pos = 0;
public:
    T pop() {
        return arr[--pos];
    }
    Stack& push(const T& t) {
        arr[pos++] = t;
        return *this;
    }
    auto begin() {
        return std::reverse_iterator(arr+pos);
    }
    auto end() {
        return std::reverse_iterator(arr);
                // ^ does reverse_iterator take this `one back`? how?
    }
};

int main() {
    Stack<int, 4> s;
    s.push(5).push(15).push(25).push(35);
    for(int val: s) {
        std::cout << val << ' ';
    }
}

// output is as expected: 35 25 15 5 

---

当使用std::reverse_iterator作为另一个迭代器的适配器时，新适配的end应位于原始begin之前。然而，在 begin 上调用 std::prev 是 UB。

std::reverse_iterator 如何在开始之前保留一个？

Answer 1

从迭代器初始化 std::reverse_iterator 不会在初始化时减少迭代器，因为当向它发送 begin 时它会是 UB(不能假设std::prev(begin) 是一个有效的调用)。

技巧很简单，std::reverse_iterator 保存传递给它的原始迭代器，而不修改它。只有当它被取消引用时，它才会返回到实际值。因此，在某种程度上，迭代器在内部指向 next 元素，从中它可以获取当前元素。

它看起来像:

// partial possible implementation of reverse_iterator for demo purpose
template<typename Itr>
class reverse_iterator {
    Itr itr;
public:
    constexpr explicit reverse_iterator(Itr itr): itr(itr) {}

    constexpr auto& operator*() {
        return *std::prev(itr); // <== only here we peek back
    }
    constexpr auto& operator++() {
        --itr;
        return *this;
    }
    friend bool operator!=(reverse_iterator<Itr> a, reverse_iterator<Itr> b) {
        return a.itr != b.itr;
    }
};

然而，这是一个内部实现细节(实际上可以以其他类似的方式实现)。 std::reverse_iterator 的用户不必关心它是如何实现的。