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std::list正如我所期望的那样删除工作的最后一个元素:迭代器引用list::end()仍然是"1结束"并且仍然有效,即使删除了最后一个元素.

但第二个例子反驳了我的直觉.删除列表的第一个元素会发生变化list::rend(),我认为这是"从头开始".

我的期望是错的吗？为什么这是错的？为什么通过删除最后一个元素引用"1结束"仍然有效(如果不是？),但.rend()删除前元素后对"1(在开头()前面"的引用变为无效？

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,但是当取消引用时,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:

#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具有索引的集合中的元素i,当取消引用时,会生成(引用)具有索引的元素i-1:

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

这就是为什么迭代器返回rend()实际指向集合中的第一个元素而不是第一个元素之前的元素的原因.因此,删除第一个元素会使其无效.

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

这不仅适用于列表,而是适用于提供双向迭代器的所有集合.