Краткий ответ

При обычном перемещающем конструировании std::vector указатели, ссылки и итераторы на его элементы сохраняют действительность и начинают обозначать те же элементы уже в новом контейнере. Обычно передаётся сам буфер, поэтому элементы не перемещаются по одному. Исходный контейнер остаётся корректным, но его состояние после перемещения не следует использовать за пределами гарантированно поддерживаемых операций.

Исторический контекст

Семантика перемещения появилась как механизм эффективной передачи ресурсов без глубокого копирования. Для контейнера это особенно важно: вместо выделения нового массива и перемещения каждого элемента можно передать другому объекту уже выделенный буфер.

Такой подход согласуется с RAII: владение памятью переходит к новому контейнеру, а исходный контейнер сохраняет корректное состояние, чтобы его деструктор мог безопасно завершить свою работу.

Постановка проблемы

Указатель на элемент обычно воспринимается как зависимый от конкретного объекта-контейнера. Поэтому возникает риск ошибочно считать его недействительным сразу после перемещения vector.

Если указатель действительно станет недействительным, последующее обращение к нему приведёт к неопределённому поведению. Если же контейнер передал свой буфер новому владельцу, указатель должен продолжить обозначать тот же элемент, но уже в другом контейнере.

Подробное решение

При обычном перемещающем конструкторе std::vector новый контейнер принимает владение внутренним буфером исходного. Сами элементы остаются по тем же адресам, поэтому указатели, ссылки и итераторы на элементы сохраняются и относятся к новому контейнеру.

#include <cassert>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> source{10, 20};
    int* pointer = &source[0];

    std::vector<int> target = std::move(source);

    assert(pointer == &target[0]);
    *pointer = 42;
}

В примере pointer после перемещения указывает на первый элемент target. Это не означает, что можно продолжать обращаться к элементу через source: логически элементы теперь принадлежат target.

Важно отличать перемещающий конструктор от перемещающего присваивания. При присваивании target = std::move(source) уже существующие элементы и память target могут быть уничтожены или заменены, поэтому указатели на элементы прежнего target могут стать недействительными. Для исходного source результат также зависит от аллокатора и выбранного пути реализации.

Есть и особый случай — перемещающий конструктор, которому явно передан другой аллокатор. Если новый аллокатор несовместим с аллокатором исходного контейнера, буфер может быть нельзя передать напрямую: элементы тогда перемещаются в новое хранилище, и прежние адреса не сохраняются.

Следовательно, гарантия относится к обычному перемещающему конструктору контейнера, а не ко всем операциям, содержащим слово «перемещение». После операции нужно также учитывать обычные правила инвалидирования: последующая вставка, расширение ёмкости или очистка нового контейнера могут сделать указатель недействительным.

Ситуация из практики

Сервис хранит большой std::vector объектов и передаёт его из функции-строителя вызывающему коду. Один из внутренних компонентов сохраняет указатель на элемент, чтобы быстро обновлять его состояние после возврата результата.

Вариант с копированием создаёт новый буфер и новые элементы. Он прост для рассуждения, но может быть дорогим по времени и памяти, а сохранённый указатель будет относиться к старому контейнеру.

Вариант с обычным перемещающим конструктором передаёт буфер без копирования, поэтому указатель на элемент сохраняется. Это выбранное решение, но компонент должен понимать, что указатель не переживёт уничтожение или последующую перераспределяющую операцию над новым контейнером.

Если вместо перемещающего конструктора используется перемещающее присваивание, решение нужно пересмотреть: сначала следует определить, что произойдёт с уже существующим содержимым целевого контейнера и его указателями. На практике часто безопаснее передавать контейнер как возвращаемое значение или явно документировать срок действия указателей.

Что кандидаты часто упускают

Сохраняются ли итераторы end() после перемещения?

Нет, на это рассчитывать нельзя. Итератор end() не обозначает элемент, и гарантия сохранения указателей и ссылок на элементы не распространяется на него. После перемещения конечный итератор следует получить заново у нового контейнера.
Остаётся ли исходный vector пустым после перемещающего конструктора?

Не обязательно. Исходный контейнер должен остаться валидным, но его конкретное состояние обычно не фиксируется как обязательное пустое состояние. Нельзя строить корректность программы на проверке source.empty(), если стандарт не даёт для конкретной операции такой гарантии.
Сохраняются ли указатели при перемещающем присваивании?

Не во всех случаях. Целевой контейнер может освободить собственный буфер, принять буфер источника или переместить элементы по одному — это зависит, в частности, от свойств аллокатора. Поэтому указатели на элементы целевого контейнера нужно считать потенциально недействительными, а для указателей на элементы источника проверять условия конкретной операции и аллокатора.