std::advance在std::list末尾的行为异常问题咨询

首先看你提供的代码：

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

int main() {
  list<int> A;
  A.push_back(1);
  A.push_back(2);
  A.push_back(3);

  auto it = A.begin();
  cout << *it << ' ';
  advance(it, 1);
  cout << *it << ' ';
  advance(it, 1);
  cout << *it << ' ';
  advance(it, 1);
  cout << *it << ' ';
  advance(it, 1);
  cout << *it << ' ';
}

针对你提出的两个疑问，解答如下：

• 疑问1：迭代器前进到end()后解引用为何输出3？
  当迭代器指向最后一个元素（值为3的节点）时，再执行advance(it, 1)，迭代器会变成A.end()——这个迭代器本身不指向任何有效元素，是一个“尾后标记”。此时对end()迭代器进行解引用（*it）属于未定义行为，C++标准没有规定这种操作的结果。你看到输出3只是巧合：内存中end()指向的位置恰好保留了之前的3，但换个编译器、换个运行环境，这里可能输出乱码、直接崩溃，或者其他随机值，完全没有确定性。

• 疑问2：最后输出的1是如何产生的？
  在迭代器已经是end()的基础上，再执行advance(it, 1)，属于进一步的越界操作，同样是未定义行为。此时迭代器已经完全超出了std::list容器管理的内存范围，访问的是容器之外的未知内存区域，输出的1只是该内存位置恰好存在的值，和std::list是不是循环队列没有任何关系——这种结果完全不可预测，不能当作规律。

总结：C++中，任何解引用end()迭代器、或让迭代器超出容器合法范围（小于begin()或大于end()）的操作都是未定义行为，程序的输出或行为没有任何保证，绝对不能依赖这种现象编写代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hee Hwang