在使用迭代器和 pop_back 循环时出现单一迭代器错误

Question

给出下面的代码（假设它被命名为deque.cpp）

#include <cstdio>
#include <deque>

int main()
{
  std::deque<int> d = {1, 2, 3};
  for (auto it = d.rbegin(); it != d.rend();) {
    printf("it: %d\n", *it);
    ++it;
    d.pop_back();
  }
  return 0;
}

用g++ -std=c++11 -o deque deque.cpp编译，运行良好：

$ ./deque
it: 3
it: 2
it: 1

但是如果用-D_GLIBCXX_DEBUG编译（g++ -std=c++11 -o deque_debug deque.cpp -D_GLIBCXX_DEBUG，它会出现以下错误：

$ ./deque_debug
it: 3
/usr/include/c++/4.8/debug/safe_iterator.h:171:error: attempt to copy-
    construct an iterator from a singular iterator.
...

看起来第二个循环的 ++it 是从单个迭代器构建的。但是我觉得在第一个循环的++it之后，迭代器指向了2，pop_back()不应该让它失效。那为什么会报错呢？

注意：我知道代码可以重写如下：

  while (!d.empty()) {
    auto it = d.rbegin();
    printf("it: %d\n", *it);
    d.pop_back();
  }

错误将消失。

但我确实想知道错误代码到底发生了什么。（这是否意味着反向迭代器实际上并不指向我期望的节点，而是指向它之后的节点？）

更新： @Barry 的回答解决了这个问题。请让我提出一个额外的相关问题：代码

  for (auto it = d.rbegin(); it != d.rend();) {
    printf("it: %d\n", *it);
    d.pop_back();
    ++it;   // <== moved below pop_back()
  }

应该是错误的，其中 ++it 应该在无效的迭代器上运行。但是为什么代码没有报错呢？

Answer 1

从底层容器中删除会使迭代器失效。引用自规则：

Iterators are not dereferenceable if

they are past-the-end iterators (including pointers past the end of an array) or before-begin iterators. Such iterators may be dereferenceable in a particular implementation, but the library never assumes that they are.

they are singular iterators, that is, iterators that are not associated with any sequence. A null pointer, as well as a default-constructed pointer (holding an indeterminate value) is singular

they were invalidated by one of the iterator-invalidating operations on the sequence to which they refer.

您的代码导致迭代器因 pop_back 操作而失效，因此根据上面的第三点，它变得不可取消引用。

在您的 while 循环中，您通过在每次循环重复中获得一个（新的）有效迭代器来避免这个问题。

Answer 2

这里的问题出在反向迭代器实际上是什么。 reverse iterator的相关关系是：

For a reverse iterator r constructed from an iterator i, the relationship &*r == &*(i-1) is always true (as long as r is dereferenceable); thus a reverse iterator constructed from a one-past-the-end iterator dereferences to the last element in a sequence.

当我们执行 std::deque::pop_back() 时，我们使：

Iterators and references to the erased element are invalidated. The past-the-end iterator is also invalidated. Other references and iterators are not affected.

rbegin() 是从 end() 构造的。在我们第一次递增 it 之后，it 将取消对 2 的引用，但其底层基础迭代器指向 3 - 这就是被擦除的元素。所以引用它的迭代器包括你现在高级的反向迭代器。这就是它无效的原因，也是您看到所看到的错误的原因。

反向迭代器很复杂。

您可以将其重新分配给 rbegin():

，而不是递增 it

for (auto it = d.rbegin(); it != d.rend();) {
    printf("it: %d\n", *it);
    d.pop_back();
    // 'it' and 'it+1' are both invalidated
    it = d.rbegin();
}

在使用迭代器和 pop_back 循环时出现单一迭代器错误

Got singular iterator error in looping with iterator and pop_back

c++

iterator

c++11

reverse-iterator