Краткий ответ

Полуоткрытый диапазон [first, last) включает позицию first и не включает last. Пустой диапазон представляется условием first == last, поэтому алгоритм может обработать его без специального соглашения и без разыменования last: это итератор на позицию сразу после последнего элемента.

Исторический контекст

Единая модель диапазонов была необходима STL для совместной работы контейнеров и алгоритмов. Полуоткрытая граница позволяет одинаково описывать диапазоны любой длины, включая пустые, и удобно объединять соседние диапазоны: конец одного совпадает с началом другого.

Такой подход отделяет существующие элементы от служебной границы. Алгоритму не нужно передавать размер, а один и тот же интерфейс применим к массивам, контейнерам и поддиапазонам.

Постановка проблемы

Итератор last не указывает на элемент. Он обозначает позицию за последним элементом диапазона, поэтому его разыменование приводит к неопределённому поведению.

Если алгоритм ошибочно проверяет или читает *last вместо сравнения с last, ошибка проявится особенно просто на пустом контейнере: first и last будут равны, но допустимого элемента для чтения не существует. Дополнительно итераторы должны относиться к одному диапазону, а last должен быть достижим из first последовательным продвижением.

Подробное решение

Для диапазона [first, last) алгоритм обычно повторяет три логических шага: проверяет, что first не равен last, работает с элементом по first, затем продвигает first. Когда first становится равен last, обработка завершается; разыменование пограничного итератора не требуется.

Пустой диапазон имеет корректное представление без отдельного значения размера:

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> values;
    auto first = values.begin();
    auto last = values.end();

    auto found = std::find(first, last, 42);
    if (found == last)
        std::cout << "не найдено";
}

Вызов std::find получает корректный пустой диапазон, сразу видит равенство first и last и возвращает last. Проверка found == last обязательна перед разыменованием результата: при отсутствии элемента результатом поиска служит именно пограничный итератор.

Преимущество модели — единообразие и отсутствие отдельной обработки нулевой длины. Ограничение состоит в том, что корректность зависит от валидности пары итераторов; сравнение итераторов из разных контейнеров и использование недействительных итераторов нарушают требования алгоритма.

Ситуация из практики

Функция получает диапазон результатов фильтрации. Иногда фильтр не возвращает ни одного элемента, поэтому переданный диапазон пуст: begin равен end.

Вариант с отдельным параметром размера усложняет интерфейс: вызывающий код должен согласованно передать указатель и длину, а алгоритм — отдельно учитывать нулевой размер. Вариант с разыменованием end проще написать, но он ошибочен и может привести к неопределённому поведению.

Выбран стандартный диапазон [first, last): функция проверяет равенство итераторов, обрабатывает элементы только до last и возвращает last как признак отсутствия результата. Это сохраняет совместимость с алгоритмами STL и корректно работает как для пустого, так и для непустого входа.

Что кандидаты часто упускают

Можно ли разыменовать last, если диапазон непустой?

Нет. Непустой диапазон означает, что до last есть элементы, но сам last всё равно указывает за последний элемент. Разыменовывать можно текущий first до тех пор, пока first != last. Для двунаправленного или произвольного итератора иногда допустимо получить последний элемент через уменьшение копии last, но это уже другая операция и она требует непустого диапазона.

Почему результат поиска часто сравнивают с end, а не проверяют на null?

Итератор не обязан быть указателем и не имеет универсального нулевого значения. Алгоритм поиска возвращает итератор на найденный элемент либо тот же пограничный итератор last, который был передан границей диапазона. Поэтому корректный способ проверки — сравнить результат с соответствующим end-итератором, а затем разыменовывать результат только при неравенстве.

Можно ли передать begin одного контейнера и end другого, если оба контейнера пусты?

Нет. Равенство или пустота каждого контейнера по отдельности не делают такую пару корректным диапазоном. Пара должна описывать последовательность, в которой last достижим из first, а итераторы должны быть совместимы для требуемых операций. Итераторы разных контейнеров нельзя использовать как границы одного диапазона даже при одинаковом типе итератора.