g++下std::vector::erase返回值两种比较方式结果不一致问题

问题场景 #

在Ubuntu 20.04 AMD64环境下，使用g搭配libstdc并以-std=c++14编译C++代码时，出现了不符合预期的行为：

• 直接将std::vector::erase的返回值在if语句中与v.cend()比较，结果为false
• 先将erase的返回值存储到变量中，再与v.cend()比较，结果为true

而在QNX ARM64环境下，使用QCC搭配libc++编译时，上述两段代码的比较结果均为true。这种差异的本质是未定义行为，以下是具体分析。

相关代码 #

返回false的代码 #

#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>

int main()
{
    std::vector<int> v{0, 1, 8, 3, 8, 5, 8, 7,8, 9};
    int thing_id{9};

    std::vector<int>::iterator const cit{
        std::remove_if(v.begin(),
                        v.end(),
                        [thing_id](int const& thing) -> bool {
                            return thing == thing_id;
                        })};

    if (v.erase(cit, v.cend()) == v.cend()) {
        std::cout << "true\n";
        return true;
    }
    else {
        std::cout << "false\n";
        return false;
    }
}

返回true的代码 #

#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>

int main()
{
    std::vector<int> v{0, 1, 8, 3, 8, 5, 8, 7,8, 9};
    int thing_id{9};

    std::vector<int>::iterator const cit{
        std::remove_if(v.begin(),
                        v.end(),
                        [thing_id](int const& thing) -> bool {
                            return thing == thing_id;
                        })};

    auto const prev_end = v.erase(cit, v.cend());
    if (prev_end == v.cend()) {
        std::cout << "true\n";
        return true;
    }
    else {
        std::cout << "false\n";
        return false;
    }
}

原因解释 #

1. 表达式求值顺序未定义
   C++标准并未规定表达式中函数调用的执行顺序。在v.erase(cit, v.cend()) == v.cend()这个表达式里，编译器可以选择先求值右侧的v.cend()，再执行v.erase()；也可以先执行v.erase()，再求值右侧的v.cend()。

2. erase对容器的修改影响cend()的结果
   std::vector::erase会修改容器的大小，调用后容器的尾迭代器（cend()返回的值）会发生变化：

   • 如果编译器先求值v.cend()，此时得到的是修改前容器的尾迭代器；随后执行erase，返回的是修改后容器的尾迭代器，两者并不相等，因此比较结果为false。
   • 而先存储erase的返回值，再调用v.cend()时，cend()返回的是修改后容器的尾迭代器，和erase的返回值一致，因此比较结果为true。

3. 跨平台差异的本质是实现细节
   libc的实现可能刚好保证了erase先执行，再求值cend()，因此两段代码都返回true；但这只是编译器/标准库的实现细节，并非C标准所要求的行为。这种依赖未定义行为的代码，在不同环境下出现差异是完全正常的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mattsson