C++中的std::distance

在C++中，std::distance是一个函数，用于返回指向迭代器的两个迭代器之间的距离。它接受两个迭代器参数（起始迭代器和结束迭代器），并返回它们之间的距离。如果迭代器指向的容器为空，则返回0。

template <typename InputIterator>
typename iterator_traits<InputIterator>::difference_type
distance(InputIterator first, InputIterator last);

其中，iterator_traits是一个模板结构体用于根据迭代器类型获得有关信息，包括该类型的值类型、指向该类型的指针类型、迭代器移动的类型等。difference_type 是两个迭代器之间的距离类型。

以下是一个简单的例子，使用std::distance计算两个向量之间的距离：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
 
int main()
{
    std::vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    auto it = v.begin();
    std::advance(it, 2);
    std::cout << "Distance: " << std::distance(v.begin(), it) << std::endl;
 
    return 0;
}

上述代码输出为：

Distance: 2

这是因为it迭代器指向向量v中的第3个元素，而距离v.begin()迭代器则为2。

在使用std::distance时需要注意，如果两个迭代器不属于同一个容器，则行为是未定义的。此外，对于输入迭代器，std::distance的复杂度为 $O(n)$，其中$n$为两个迭代器之间的距离，因为为了获得距离，需要从第一个迭代器开始逐一向前推进，而这对于输入迭代器而言是唯一可行的方式。对于其他类型的迭代器，如前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器，std::distance的复杂度是$O(1)$。