c ++：从元素指针中减去迭代器以获得有效索引是否有效？答案

【问题标题】：c++: Is it valid to subtract an iterator from an element pointer to get a valid index?c ++：从元素指针中减去迭代器以获得有效索引是否有效？
【发布时间】：2022-01-01 23:04:43
【问题描述】：

我遇到了以下代码：

for (int i = 0; i < subspan.size(); i++) {
  ...
  int size = size_table[&(subspan[i]) - fullspan.begin()];
  ...
}

subspan和fullspan都是std::span类型（实际上是absl::Span来自Google's Abseil library，但它们似乎与std::span几乎相同）并且是同一数据数组的视图（ fullspan 跨越整个数组）。

这是有效且定义明确的代码吗？当- 运算符与 lhs 指针一起应用时，它似乎取决于迭代器被转换为相应的指针值。

【问题讨论】：

视情况而定——因此您需要阅读文档才能找到答案。有几种可能性，取决于 absl::Span 是什么，.begin() 成员返回什么类型，&(subspan[i]) 的结果是什么类型（例如，& 是“地址”运算符，还是它导致调用一元 operator&() 并返回其他内容？）
我宁愿安全地通过&*fullspan.begin() 确保两者都是相同类型的指针 - 或者立即对迭代器进行操作，任何不使用基于 for 循环的迭代器的理由 - 或甚至是基于范围的？
@Aconcagua 我不知道，不是我的代码。只是想了解它是否定义明确
@Aconcagua or operate on iterators right away 迭代器来自不同的跨度，所以我不认为它更安全；这更有可能编译，但如果迭代器类型验证范围，则可能在运行时失败。 &*fullspan.begin() 可以假设跨度确实是同一个数组。

标签： c++ iterator abseil

【解决方案1】：

从元素指针中减去迭代器得到有效索引是否有效？

它可能是，这取决于迭代器是如何定义的。例如，如果迭代器是同类型的指针，并且指向同一个数组的元素，它就可以工作。

但是，没有通用迭代器概念指定此类操作，因此不能保证此类操作适用于任何标准迭代器。因此，它不是一个可移植的假设，即它可以在通用代码中工作。

这是有效且定义明确的代码吗？

所讨论的迭代器类型被定义为指针类型，因此满足该条件。 Abseil 既没有完整的文档记录也没有详细说明，因此很难说这是一个有意的功能，还是附带的实现细节。如果是后者，那么代码可能会在 Abseil 的未来版本中中断。

【讨论】：

【解决方案2】：

阅读the implementation of absl::Span，我们有：

template <typename T>
class Span {
...
 public:
  using element_type = T;
  using pointer = T*;
  using const_pointer = const T*;
  using reference = T&;
...
  using iterator = pointer;
...
  constexpr iterator begin() const noexcept { return data(); }
  constexpr reference operator[](size_type i) const noexcept { return *(data() + i); }
...
}

所以你的表达式归结为简单的指针算术。请注意，没有检查两个跨度是否引用相同的基本跨度，但您断言不是这种情况。

【讨论】：

我不会依赖实现来告诉你这一点。应该记录这是否是一个安全的假设。