为什么对 std::distance 的第二次调用会给出不同的结果？

Question

我最近在

std::distance

上遇到了奇怪的行为。它没有给出预期的结果，或者我理解不正确。标准没有对此提供太多细节https://en.cppreference.com/w/cpp/iterator/distance

这里是示例代码或在线运行：

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <list>
 
int main() 
{
    std::list<int> v{1, 2, 1};
    
    auto it1 = v.begin();   // points to 1
    auto it2 = std::next(it1); // points to 2
    std::cout<<std::distance(it2, it1)<<std::endl;
    std::cout<<*it2<<std::endl;
    std::cout<<std::distance(it2, it1)<<std::endl;
}

如果使用 C++17 编译，

输出为：

1
2
3

但我希望它是：

-1
2
-1

那么为什么

std::distance

不会给出负值，为什么第二次调用

std::distance

会给出不同的结果？

Answer 1

您正在测量指针之间的距离（以元素偏移量表示），而不是指针所指向的位置之间的距离。

您的数据布局类似于：

Address
0x0234230 1
0x0234234 2
0x0234238 1

这意味着 it1 保存值

0x0234230

并且在初始赋值时 it2 保存值

0x0234234

这两者之间的区别（在我的示例中）是

0x0000004

或 4 个字节，但它具有指针数据类型，其长度为

4

字节（在我的示例中），因此它是

4/4

项长，或者距离

1

当您第二次调用该项目时，std::next(...) 赋值会递增指向下一个元素的指针，现在指针中的地址为

0x0234238

，字节差为

8 

指数差为

2

当您第三次调用该项目时，上面的 std::next(...) 赋值会触发自动增量，并且您的值是

0x023423A

（十六进制），最终会产生

3

的距离。

您想要做的是获取值的距离。 这意味着您无法计算指针的距离，您需要计算指针所在地址处的元素的距离。

当你第三次调用该项目时，你会重复上面的错误，并且你会得到相同的指针之间的距离（索引距离）。