c++ - 对于C++随机访问迭代器( vector 迭代器)，迭代器之间的差异是如何计算的？

Question

我有以下代码来随机化随机访问迭代器中的元素 ( vector<int>::iterator ) -

#include <vector>
#include <list>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;

template<class RandomAccesIterator>
void randomize(RandomAccesIterator iterBegin, RandomAccesIterator iterEnd)
{
    while (iterBegin != iterEnd)
    {
        int rand1 = rand();
        auto iterdiff = iterEnd - iterBegin;
        auto secondarg = iterBegin + rand1 % (iterdiff);
        iter_swap(iterBegin, secondarg);
        ++iterBegin;
    }
}

下面是 main() 函数:

int main()
{
    //container used as to apply algorithm to.
    list<int> List = {34,77,16,2,35,76,18,2,56};

    //randomize example.
    cout << "calling randomize on sorted vector: " << endl;
    List.sort();
    vector<int> temp(List.begin(), List.end());
    cout << "before randomize: " << endl;
    for (vector<int>::iterator it = temp.begin(); it != temp.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    randomize(temp.begin(),temp.end());
    cout << "after randomize: " << endl;
    for (vector<int>::iterator it = temp.begin(); it != temp.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl<<endl;
    return 0;
}

在randomize模板函数中，迭代器之间的差异是如何计算的(iterEnd - iterBegin)？

我在立即窗口中尝试了一些操作，看起来 iterEnd - iterBegin 的计算方式如下( vector 中有 9 个元素，下面的计算给出 9)。我尝试了 vector<int> 中的各种数量的元素，而且每次的答案都是正确的。这是我们第一次在 while 循环中遇到 iterEnd - iterBegin 的计算(即 vector 中的 9 个元素):

在立即窗口中 -

1.

iterEnd
{-33686019}
    [ptr]: 0x0080f9dc {-33686019}
    [Raw View]: {...}

2.

iterBegin
{2}
    [ptr]: 0x0080f9b8 {2}
    [Raw View]: {...}

3.

0x0080f9dc-0x0080f9b8 //iterEnd - iterBegin gives 36.
36

4.

36/4 //Dividing 36 by 4, since an integer is 4 bytes (we are iterating over a vector of integers).
9

我还尝试了 vector<int> 中的 8 个元素，并且相同类型的计算在上面的步骤 4 中得到 8 个元素。

我有几个问题:

1. 我为获取 vector 中的元素数量而执行的步骤是否正确(上述步骤 1 到 4)？
2. 在上面的步骤 4 中，我将 36(十进制)除以 4 个字节。这如何给我正确的结果？如果我将 36 字节除以 4 字节，那么就会得到 9 个元素。为什么十进制 36 除以 4 个字节会得到正确的答案？

请参阅:我正在使用以下编译器:Microsoft Visual Studio Enterprise 2019(版本 16.2.1)。操作系统平台是64位、基于x64的处理器。我正在调试 x86 环境上构建。 Windows 版本是 Windows 10 Pro

Answer 1

您的步骤是正确的，但只是因为:

• int在您的系统上恰好是 4 个字节长
• std::vector<int>::iterator碰巧在你的系统
上简单地包装了一个原始指针( int* )

您可以使用sizeof(int)，而不是对值4进行硬编码。评估您编译代码的任何系统上的正确字节数。

std::size_t numElements = (0x0080f9dc - 0x0080f9b8) / sizeof(int);  // Better

至于你的第二个问题，36您正在计算的不是无单位的十进制值。原始指针的原始整数值(请记住:std::vector<int>::iterator 简单地包装了 int*，因此它具有相同的大小)使用字节作为其隐式单位，因此您实际上是在将字节逐个划分你的脚步。

最后，我建议避免这种指针算术( rationale )。标准已经提供了一个函数来精确计算这个， std::distance ，并且它将在所有标准迭代器以及您编译代码的任何系统上正常工作。

std::size_t numElements = std::distance(iterBegin, iterEnd);  // Best