比较迭代器会在自定义冒泡排序实现中没有错误地使程序崩溃

Question

我对 C++ 比较陌生。我一直在尝试使用迭代器对向量进行排序。我正在使用冒泡排序。我不想知道我的冒泡排序实现是否有效，我只想知道是什么导致我的程序崩溃。

template<typename iter>
void bubbleSort(iter start, iter end) {
    for (iter &j = end; j != start; j--) {
        for (iter &i = start; i != end; i++) {
            // std::cout << *i << std::endl;
            if (*i > *(i + 1)) { // this line is where it stops
                std::iter_swap(i, i + 1);
            }
        }
    }

    std::cout << "ended"; // this line never gets called
}

但是，当程序停止时，它不会显示任何异常。我也尝试捕获了它停止的部分，但是它没有进入尝试捕获。另外，每当我取消注释第一行时：

std::cout << *i << std::endl;

它永远打印 1168169449。这里出了什么问题？

我是这样测试的：

std::vector<int> vector = {1, 2, 3, 6, 4, 5};
std::vector<int> temp = vector;
//std::sort(temp.begin(), temp.end());
bubbleSort(vector.begin(), vector.end());
for(auto& num : vector) {
    std::cout << num << std::endl;
}

Answer 1

在那一行你取消引用 i + 1，在循环的最后一次迭代中它将取消引用 .end() 调用未定义的行为，.end() 是最后一个元素之后的一个，它不能取消引用。

快速修复是让你的停止条件 i != end - 1。

虽然这不会修复冒泡排序的实现，它对于更复杂的序列仍然存在缺陷，但请使用此样本向量：

std::vector<int> vector = {1, 2, 7, 3, 6, 4, 5};

As you can see here，不会正确排序

可能的更正是：

Demo

template<typename iter>
void bubbleSort(iter start, iter end) {
    for (iter i = start + 1; i != end; i++) {
        for (iter j = start; j != end - 1; j++) {
            if (*i < *j) {
                std::iter_swap(i, j);
            }
        }
    }
    std::cout << "ended" << std::endl;
}

此版本虽然按预期工作，但可以进行优化，您可以以代码可读性稍差为代价取消其中一份副本并优化迭代次数：

template<typename iter>
void bubbleSort(iter start, iter end) {
    while(start != end) {
        for (iter j = start; j != end; j++) {
            if (*start > *j) {
                std::iter_swap(start, j);
            }
        }
        start++;
    }
    std::cout << "ended" << std::endl;
}

您可以做的另一件事是添加一个条件 do 以避免在同一位置取消引用和比较值，从而减少一些间接调用的开销。

//...
if(start == j){ // will compare the iterators and skip the loop if they are equal
    continue;
}
//...

综合考虑，我会使用 something like this:

template<typename iter>
void bubbleSort(iter start, iter end) {
    for (iter i = start; i != end; i++) {
        for (iter j = i; j != end; j++) {
            if(i == j) {
                continue;
            }
            if (*i > *j) {
                std::iter_swap(i, j);
            }
        }
    }
    std::cout << "ended" << std::endl;
}

正如中所说，性能取决于几个因素，其中包括 CPU 体系结构、SO 或编译器，您必须测试这些解决方案，看看哪个给您最佳表现。

您还可以使用编译器优化选项来根据需要调整编译。

Answer 2

您正在取消引用您无法取消引用的结束迭代器。

在你的循环中，你遍历每个迭代器直到结束。问题是，你每次都加上迭代器。当迭代器等于 end - 1 并且您将其添加到它时，您将收到 end 然后您取消引用。这是未定义的行为，因此是随机数。

您可以尝试将循环条件更改为 != end - 1，这意味着 i + 1 永远不会是 end。

比较迭代器会在自定义冒泡排序实现中没有错误地使程序崩溃

Comparing iterators crashes program without errors in custom bubble sort implementation

c++

templates

iterator

bubble-sort