c++中如何使用std::prev和std::next操作迭代器_c++迭代器偏移【汇总】

std::prev和std::next是安全泛型的迭代器偏移工具，但仅对双向及以上迭代器支持任意偏移；输入/前向迭代器仅支持n=0或1，随机访问迭代器用+n/-n更高效。

c++中如何使用std::prev和std::next操作迭代器_c++迭代器偏移【汇总】第1张

直接说结论：std::prev 和 std::next 是安全、泛型的迭代器偏移工具，但它们对输入迭代器（InputIterator）和前向迭代器（ForwardIterator）只能支持 n == 0 或 n == 1；真正能做任意整数偏移的，仅限双向迭代器（BidirectionalIterator）及以上（比如 vector::iterator），而随机访问迭代器（RandomAccessIterator）虽然也支持，但用 +n 或 -n 更高效。

为什么不能无脑用 `std::next(it, n)` 偏移任意步？

因为标准库按迭代器类别做了约束：

std::next(it, n) 对 InputIterator 要求 n == 0 || n == 1；否则行为未定义（多数实现会静默循环 n 次，但若 n 或超范围就崩）
std::prev(it, n) 要求迭代器至少是 BidirectionalIterator，否则编译失败（例如 std::list::iterator 可以，std::forward_list::iterator 不行）
底层不优化：哪怕传入 vector::iterator（随机访问），std::next 仍用 ++it 循环 n 次，而不是直接 it + n

`std::prev` 和 `std::next` 的典型误用场景

常见错误不是语法错，而是语义越界或类型误判：

对 std::forward_list::iterator 调用 std::prev(it, 1) → 编译失败：没有 --it 操作
对 std::istream_iterator（输入迭代器）调用 std::next(it, 2) → 行为未定义，可能跳过两个值后无法回退
在 for (auto it = c.begin(); it != c.end(); ++it) 中写 auto next_it = std::next(it);，却忘了检查 next_it != c.end() → 解引用 end() 导致崩溃
把 std::next(it, -1) 当作 std::prev(it) 用 → 对非双向迭代器直接编译不过，且负数偏移对大多数迭代器类别无意义

替代方案：什么时候该用 `+n` / `-n`，什么时候必须用 `std::next`？

核心看迭代器能力和代码泛化需求：

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明确知道是 vector、deque、string 等容器的迭代器 → 直接用 it + n 或 it - n，零开销，支持负数和大偏移
写模板函数，需兼容多种迭代器（如算法库内部）→ 必须用 std::next/std::prev，靠 SFINAE 或 std::iterator_traits 分派逻辑
只偏移 1 步，且想语义清晰 → std::next(it) 比 ++it 更安全（不修改原 it），也比 it + 1 更通用（适配 list）
需要检查边界时，别依赖 std::next 自动截断 —— 它不会判断是否超出 end()，必须手动比对

auto it = vec.begin();
auto safe_next = (std::next(it) != vec.end()) ? std::next(it) : vec.end(); // 错！两次调用
// 正确写法：
auto next_it = std::next(it);
if (next_it != vec.end()) {
    // use next_it
}

一个容易被忽略的细节：`std::prev` 对 `begin()` 的行为

std::prev(c.begin()) 是未定义行为，不管容器类型 —— 即使是 vector 也不行。这不是“越界读”，而是根本没合法前驱位置。

不要假设 std::prev(it) 等价于 “it 的上一个有效位置”；它只是执行 --it 一次，前提是 it 可递减且不等于 begin()
若需安全获取前一个位置，得先确认 it != c.begin()
std::prev(c.end(), 1) 是合法的（只要 c 非空），等价于 std::prev(c.end())，也就是最后一个元素的迭代器