C++ STL 向量：使用 `-Wsign-conversion` 将 `std::size_t` 索引干净地转换为迭代器

Question

使用

std::vector

时，有没有办法将

std::size_t

类型的索引转换为相应的迭代器，而在启用

-Wsign-conversion

（GCC，Clang）时不产生任何警告，最好不使用

static_cast 

?

将索引转换为迭代器的标准方法似乎假定有符号索引，因此当索引为无符号类型时会生成警告。这是相当不幸的，因为

std::vector

的自然索引类型是无符号类型，使用带符号索引的数据访问将生成符号转换警告。

作为一个激励性的例子，像

std::vector::erase

这样的方法需要一个迭代器，并且没有明显的替代方案来代替

erase

直接使用索引。

考虑以下示例：

#include <vector>
#include <iterator>

int main()
{
    std::vector<int> data{0, 1, 2, 3, 4};
    std::size_t index = 1;

    data[index]; // No warning
    const auto iterator = std::next(data.begin(), index); // Warning

    data.erase(iterator);

    return 0;
}

使用 GCC 或 Clang 编译时，使用

-Wsign-conversion

时，会生成警告：

g++ -Wsign-conversion main.cpp

main.cpp:12:55: 警告：从 'std::size_t' {aka 'long unsigned int'} 转换为 'std::__iterator_traits<__gnu_cxx::__normal_iterator, void>::difference_type' {aka 'long int'} 可能会改变结果的符号 [-Wsign-conversion]

将索引类型从

std::size_t

更改为

int

并不是一个很好的解决方案，因为数据访问 (

data[index]

) 然后会生成警告。数据访问当然是更常见的情况。

使用指针运算也无济于事，因为这也会产生符号转换警告：

const auto iterator = data.begin() + index;

起作用的是

static_cast

，尽管这几乎不可取，并且会引发有关可能的范围差异和未定义行为的问题：

const auto iterator = std::next(data.begin(), static_cast<std::ptrdiff_t>(index));

如果通过

erase

中的自然索引类型进行

std::vector

的唯一方法需要

static_cast

（启用时使符号转换警告静音），则感觉这里的 API 设计存在一个大漏洞。

Answer 1

使用指针运算也无济于事，因为这也会产生符号转换警告：

const auto iterator = data.begin() + index;

所以，如果一个人只有一把锤子，其他一切看起来都像钉子：

const auto iterator=data.begin()+static_cast<long>(index);

不再有警告。有时，碳基生命形式知道的更多，并且需要智取编译器。