为什么std::multiset迭代器使用++it合法但it+1不合法？

int main(){
        multiset<string> graph;

        graph.insert("a");
        graph.insert("b");
        multiset<string>::iterator it = graph.begin();
        cout << *(it + 1) // Wrong
        cout << *++it;    // True
}

二者的合法性差异核心原因是 multiset 的迭代器属于双向迭代器，不支持随机访问类的算术运算。

迭代器能力分类差异 #

C++ 标准库按支持的操作能力把迭代器分成多个类别，和本问题相关的两类迭代器能力如下：

• 随机访问迭代器（比如vector、array的迭代器、原生指针）：支持直接偏移运算，it + n、it - n都是合法操作，可以一步跳转到偏移n个位置的元素
• 双向迭代器（比如multiset、set、list、map的迭代器）：仅支持逐位前后移动，只能用++it/it++向后走一位、--it/it--向前走一位，没有定义+/-算术运算符

底层实现逻辑差异 #

multiset 底层一般用红黑树实现，所有节点在内存中不是连续存储的，没法通过迭代器的基地址加偏移量直接算出偏移n个位置的节点地址，只能顺着节点内部的后继/前驱指针逐个遍历移动。
你认为的「it + 1和++it最终指向位置一致」只是逻辑结果上的巧合，二者的底层实现逻辑完全不同：

• ++it是双向迭代器的标准合法操作，内部逻辑就是顺着红黑树的后继指针找到下一个节点，符合实现要求
• it + 1要求迭代器支持一步计算偏移1位的地址，这个操作对非连续存储的红黑树没有通用高效的实现方式，C++标准也没有要求双向迭代器重载operator+，因此编译器会直接报错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者o o