转换视图的 std::prev 上的未定义行为

Question

考虑以下代码（单击此处获取 Godbolt）：

#include <algorithm>
#include <ranges>
#include <vector>

int main() {
    auto v = std::vector<short>{1, 2};
    auto view = v | std::views::transform([] (auto i) { return static_cast<int>(i); });
    auto it = view.begin() + 1;
    auto prev_it = std::ranges::prev(it); //this one is fine
    //auto prev_it = std::prev(it); //this one dies with an infinite loop

    return *prev_it;
}

主要问题：调用std::prev而不是调用std::ranges::prev迭代器会使 gcc 陷入无限循环。这意味着存在编译器错误或代码调用std::prev调用了未定义的行为——这是哪一个？

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关于后者的一些想法：std::prev需要LegacyBidirectionalIterator，而std::ranges::prev需要概念bidirectional_iterator。从我的理解，这两者之间的唯一区别是（从说明采取bidirectional_iterator）：

不像LegacyBidirectionalIterator要求，bidirectional_iterator概念并不需要取消引用返回左值。

如果这确实意味着调用会std::prev调用未定义的行为：当使用新类型的迭代器调用时，基本上所有非范围算法都会调用未定义的行为，因为LegacyForwardIterator和forward_iterator具有相同的区别？旧算法的约束是否可以不放松到新的迭代器类型，以避免这种情况，因为它仍然向后兼容？

Answer 1

这意味着存在编译器错误或代码调用std::prev调用了未定义的行为——这是哪一个？

后者，虽然 libstdc++ 应该能够检测到这种故障并更好地诊断它，就像你要求它那样做。

这里的问题是：

auto view = v | std::views::transform([] (auto i) { return static_cast<int>(i); });

view的迭代器是 C++20 随机访问迭代器，但因为它们的引用类型是一个纯右值int，所以它们只能是 C++17 输入迭代器。这就是 C++20 之前的迭代器模型的工作方式：前向迭代器需要一个真正的引用。

std::ranges::prev使用 C++20 迭代器类别，std::prev使用 C++17（或真正的 C++98）迭代器类别。并std::prev要求BidirectionalIterator. 未指定库需要在多大程度上尝试验证迭代器确实是双向的，但prev(it, n)被指定为advance(it, -n); return it;并且advance(it, n)对于非双向迭代器将一直循环直到它命中n......对于否定n显然永远不会发生。

也就是说，如果您使用 Ranges，您应该在所有情况下都使用std::ranges::meow而不是std::meow，因为此迭代器类别差异。这种情况非常引人注目，因为它是“有效”与“无限循环”，但请注意，这std::next(it, 100)将是一个递增it100 倍的循环，而std::ranges::next(it, 100)将 return it + 100，因此即使它们都“有效”，它仍然存在显着差异。