C++ 标准库是否禁止非标准迭代器类别？答案

【问题标题】：Does the C++ Standard Library prohibit non-standard iterator categories?C++ 标准库是否禁止非标准迭代器类别？
【发布时间】：2014-11-13 02:43:21
【问题描述】：

以下创建用户定义的迭代器类别标签的程序被clang（使用-stdlib=libc++）拒绝，但不会被其他编译器和标准库实现拒绝：

#include <iterator>

struct my_iterator_tag {};

struct my_iterator : std::iterator<my_iterator_tag, int> {};

int main()
{
  std::iterator_traits<my_iterator>::value_type x;
  return 0;
}

我不清楚 C++ 标准是否禁止使用具有非标准迭代器类别的迭代器类型实例化 std::iterator_traits。

这个程序非法吗？

clang 的输出（使用 libc++ 时）如下：

$ clang -stdlib=libc++ test.cpp 
test.cpp:9:38: error: no type named 'value_type' in 'std::__1::iterator_traits<my_iterator>'
  std::iterator_traits<my_iterator>::value_type x;
  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^
1 error generated.

【问题讨论】：

标签： c++ iterator

【解决方案1】：

std::iterator模板定义如下：

template<class Category, class T, class Distance = ptrdiff_t,
    class Pointer = T*, class Reference = T&> struct iterator {
    typedef T value_type;
    typedef Distance difference_type;
    typedef Pointer pointer;
    typedef Reference reference;
    typedef Category iterator_category;
  };
}

我看不出你的声明有什么问题：

struct my_iterator : std::iterator<my_iterator_tag, int> {};

所以，粗略地说，你最终定义了：

struct my_iterator {

    // ...

    typedef Category my_iterator_tag;

    // ...
};

看不出有什么问题。这是一个有效的声明。

现在，我们来看看iterator_traits的定义：

template<class Iterator> struct iterator_traits {
   typedef typename Iterator::difference_type difference_type;
   typedef typename Iterator::value_type value_type;
   typedef typename Iterator::pointer pointer;
   typedef typename Iterator::reference reference;
   typedef typename Iterator::iterator_category iterator_category;
};

将此模板应用于my_iterator 的Iterator，我在这里也没有发现任何技术上的错误。这些模板的上述定义直接来自标准。因此，就 C++11 标准中这些模板的实际严格、文字声明而言，我认为这些声明没有任何问题。

当然，C++ 标准定义了五个标准迭代器类别，因此就 C++ 库的其余部分而言，有必要进一步分析。我想像迭代器适配器这样的各种东西可能是未定义的行为，除了五个标准迭代器类别之外的任何东西。

粗略地看一下，我找不到任何明确指出使用 std::iterator 和 std::iterator_traits 的五个预定义标签以外的任何东西是未定义行为的内容，因此仅在这个有限的示例中，我想说这在技术上是有效的，尽管它的价值值得怀疑。

【讨论】：