为何向空vector<int>输入整数时两段代码运行结果不同？

这个问题的核心在于vector迭代器的有效性以及你在循环条件中如何使用begin()。咱们一步步拆解：

第一段代码失效的原因 #

先看你的第一段代码：

#include <iostream>
#include <vector>
int main(void) {
    std::vector<int> ivec;
    int n = 4;
    for (std::vector<int>::iterator iter = ivec.begin(); iter != ivec.begin() + n; ++iter) {
        int x;
        std::cin >> x;
        ivec.push_back(x);
    }
    return 0;
}

这里有两个致命问题：

1. 非法迭代器的创建：初始时ivec是空的，ivec.begin()和ivec.end()指向同一个位置。此时ivec.begin() + 4是完全非法的——vector的大小只有0，你不能从起始迭代器偏移超过size()-1的位置，这属于越界访问，行为是未定义的。
2. 迭代器失效+循环条件动态变化：每次执行push_back(x)时，如果vector当前的容量不足以容纳新元素，它会重新分配一块更大的内存，把旧元素拷贝过去，这会导致所有指向原内存的迭代器全部失效——包括你循环里的iter。更糟的是，每次循环判断条件时，你都重新计算ivec.begin()，这个begin()是当前vector的新起始迭代器（可能已经因为扩容变了）。拿一个失效的迭代器和一个不断变化、甚至非法的迭代器比较，永远不会相等，循环自然会无限跑下去。

第二段代码“正常运行”的本质 #

再看调整后的第二段代码：

#include <iostream>
#include <vector>
int main(void) {
    std::vector<int> ivec;
    int n = 4;
    std::vector<int>::iterator tempiter = ivec.begin();
    for (std::vector<int>::iterator iter = tempiter; iter != tempiter + n; ++iter) {
        int x;
        std::cin >> x;
        ivec.push_back(x);
    }
    std::cout << "**********************************" << std::endl;
    for (std::vector<int>::iterator iter = ivec.begin(); iter != ivec.end(); ++iter)
        std::cout << *iter << std::endl;
    return 0;
}

你这里的操作其实是依赖编译器实现的巧合，严格来说依然存在未定义行为：

• 你把初始空vector的begin()存在了tempiter里，之后循环条件里的tempiter + 4是基于这个初始迭代器计算的固定偏移。
• 在很多编译器中，vector的迭代器本质是指向数组的指针，tempiter是初始空vector的起始地址（可能是一个空指针或者某个初始内存地址），tempiter +4就是这个地址往后跳4个int的位置。
• 循环里iter从tempiter开始，每次++iter，不管vector怎么扩容、原迭代器失效，你只是在比较iter是否等于这个固定的地址偏移值，所以循环会恰好执行4次，之后退出。这就是你看到它“正常运行”的原因，但这不是标准C++保证的行为——换个编译器或者环境，可能就会崩溃或者出现奇怪的结果。

正确的写法 #

想要安全地控制循环次数，完全不需要用迭代器来判断，直接用计数器或者vector的size()就好：

方法1：用计数器控制循环（最直观） #

#include <iostream>
#include <vector>
int main(void) {
    std::vector<int> ivec;
    const int n = 4;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        int x;
        std::cin >> x;
        ivec.push_back(x);
    }
    std::cout << "**********************************" << std::endl;
    for (int num : ivec) { // 用范围for循环更简洁
        std::cout << num << std::endl;
    }
    return 0;
}

方法2：用vector的size判断 #

#include <iostream>
#include <vector>
int main(void) {
    std::vector<int> ivec;
    const int n = 4;
    while (ivec.size() < n) {
        int x;
        std::cin >> x;
        ivec.push_back(x);
    }
    std::cout << "**********************************" << std::endl;
    for (int num : ivec) {
        std::cout << num << std::endl;
    }
    return 0;
}

这两种写法都是标准C++保证的安全行为，不会出现迭代器失效或者未定义行为的问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sleeping On a Giant's Shoulder