之前看《C++ Primier》的時(shí)候，也解到在順序型窗口里insert/erase會(huì)涉及到迭代器失效的問(wèn)題，并沒(méi)有深究。今天寫(xiě)程序的時(shí)候遇到了這個(gè)問(wèn)題。

1 莫名其妙的Erase

最初我的程序是醬紫的，別說(shuō)話(huà)，我知道這樣是有問(wèn)題的，可這樣是最直觀的想法

int arr[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; 
　　vector<int> a(arr,arr+sizeof(arr)/sizeof(*arr));for (auto it = a.begin(); it != a.end();++it ){
    if ((*it)&1){
      a.erase(it);
    }
  }  

沒(méi)錯(cuò)，程序崩潰！刪除了迭代器it之后，it迭代器失效了，無(wú)法再進(jìn)行++it操作了。

可是，當(dāng)我覺(jué)得erase做的只是把it之后的元素向前移動(dòng)一個(gè)位置而已，為什么迭代器失效了呢？我翻開(kāi)《STL源碼剖析》，SGI STL的vector<T,Alloc>::erase的源碼是這樣的：

iterator vector<T, Alloc>::erase(iterator position)
  {
    if (position + 1 != end())
      copy(position + 1, finish, position);
    --finish;
    destroy(finish);
    return position;
  }

 正如我所想，erase函數(shù)并沒(méi)有對(duì)輸入的position迭代器進(jìn)行改寫(xiě)！我打印出調(diào)試信息，發(fā)現(xiàn)erase之后，迭代器的_Ptr成員，也就是指針的值并沒(méi)有發(fā)生變化，而此指針?biāo)傅脑氐拇_是下一個(gè)元素。那么為什么失效了呢？

我又查了《C++ Primier》，發(fā)現(xiàn)此書(shū)上的標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)法是這樣的：

int arr[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; 
　　vector<int> a(arr,arr+sizeof(arr)/sizeof(*arr));
  for (auto it = a.begin(); it != a.end();){
    if ((*it)&1){
      it=a.erase(it);
    }
    else
      ++it;  
  }

運(yùn)行了一下，這樣是沒(méi)錯(cuò)的。我打印了調(diào)試信息，發(fā)現(xiàn)與之前一樣，erase之后把結(jié)果賦給it，it里的成員_Ptr并沒(méi)有發(fā)生變化。唯一的可能就是迭代器里還有別的標(biāo)志，如果當(dāng)前元素被刪除之后，該迭代器也就“失效”了?！禖++ Primier》并未對(duì)此作出過(guò)多解釋?zhuān)皇钦f(shuō)，erase函數(shù)返回被刪除元素的下一個(gè)元素的迭代器。

結(jié)論：在STL里，我們不能以指針來(lái)看待迭代器，指針是與內(nèi)存綁定的，而迭代器是與容器里的元素綁定的，刪除了之后，該迭代器就失效了，在對(duì)其重新賦值之前，不能再訪問(wèn)此迭代器。

2 更加小心冀冀地Insert

機(jī)智如我，自然會(huì)去探索一下insert之后，迭代器會(huì)怎樣。于是：　

vector<int> a;
  for (int i = 0; i < 10; ++i)
  {
    a.push_back(i);
  }

  for (auto it = a.begin(); it != a.end(); ++it){
    if (*it == 5){ 
      a.insert(it, 100);
　　　　　　　++it;
    }
  }

你猜怎么著？？

啥事兒沒(méi)有！你可能會(huì)問(wèn)，插入之后為什么要++it。插入之前，it指向5，在5之前插入100后，it指向100。這樣下一次循環(huán)，it依然會(huì)指向5。相信我，你的程序會(huì)爆炸的！

我作了個(gè)++it之后，it又指向5，下一次循環(huán)就直接指向5之后的元素了，順利完成插入工作。

世界和平~世界和平~我還真不確定。

突然想到，當(dāng)插入元素過(guò)多，vector的capacity會(huì)增加，這時(shí)會(huì)不會(huì)問(wèn)題呢？說(shuō)干就干：

vector<int> a;
  for (int i = 0; i < 13; ++i)
  {
    a.push_back(i);
  }

  for (auto it = a.begin(); it != a.end(); ++it){
    if (*it == 5){ 
      a.insert(it, 100);
　　　　　　　++it;
    }
  }

BOOM！果然崩潰了！也就是說(shuō)插入之后的迭代器失效了。那之前的呢？

我決定粗暴地測(cè)試一下：

vector<int> a;
  for (int i = 0; i < 13; ++i)
  {
    a.push_back(i);
  }
  auto it1=a.begin();
  for (auto it = it1; it != a.end(); ++it){
    if (*it == 5){ 
      a.insert(it, 100);
　　 　　　　it=it1;
    }
  }

我插入之后，直接讓it指向begin()，然后單步調(diào)試。執(zhí)行完it=it1還好好的，可再去執(zhí)行++it還是崩潰了。

也就是說(shuō)，capacity變化之后，所有的迭代器都失效了！這是當(dāng)然了呀！capacity發(fā)生變化，容器內(nèi)部做的不僅僅是增加capacity這么簡(jiǎn)單，因?yàn)槿萜魉趦?nèi)存后面可能沒(méi)有足夠的內(nèi)存讓我們使用，所以，容器要重新開(kāi)辟一段足夠大的內(nèi)存來(lái)存儲(chǔ)容器里的元素，當(dāng)前內(nèi)存會(huì)被釋放。這樣一來(lái)，迭代器自然失效了。

3 C++ Primier的總結(jié)

關(guān)于容器的迭代器失效的問(wèn)題，C++ Primier用了一小節(jié)作了總結(jié)，我翻譯成中文如下：

（1）增加元素到容器后

對(duì)于vector和string，如果容器內(nèi)存被重新分配，iterators,pointers,references失效；如果沒(méi)有重新分配，那么插入點(diǎn)之前的iterator有效，插入點(diǎn)之后的iterator失效；

對(duì)于deque，如果插入點(diǎn)位于除front和back的其它位置，iterators,pointers,references失效；當(dāng)我們插入元素到front和back時(shí)，deque的迭代器失效，但reference和pointers有效；

對(duì)于list和forward_list，所有的iterator,pointer和refercnce有效。

（2）從容器中移除元素后

對(duì)于vector和string，插入點(diǎn)之前的iterators,pointers,references有效；off-the-end迭代器總是失效的；

對(duì)于deque，如果插入點(diǎn)位于除front和back的其它位置，iterators,pointers,references失效；當(dāng)我們插入元素到front和back時(shí)，off-the-end失效，其他的iterators,pointers,references有效；

對(duì)于list和forward_list，所有的iterator,pointer和refercnce有效。

（3）在循環(huán)中refresh迭代器

當(dāng)處理vector,string,deque時(shí)，當(dāng)在一個(gè)循環(huán)中可能增加或移除元素時(shí)，要考慮到迭代器可能會(huì)失效的問(wèn)題。我們一定要refresh迭代器。

int arr[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
  deque<int> v(arr,arr+sizeof(arr)/sizeof(*arr));
  for (auto it = v.begin(); it != v.end(); )
  {
    if ((*it) & 1)
    {
      it = v.insert(it, *it);
      it += 2;
    }
    else
      it = v.erase(it);
  }

至于it+=2，很容易解釋?zhuān)琲nsert之后，it指向新增加的元素，+2之后，it指向下一個(gè)要處理的元素。

（4）在循環(huán)不變式中不要store off-the-end迭代器

這個(gè)很容易理解了，增加或移除元素之后，off-the-end失效了，不store的話(huà)，每次從end()函數(shù)中取的都是最新的off-the-end，自然不會(huì)失效。

最后：《C++ Primier》是本好書(shū)。

以上就是小編為大家?guī)?lái)的淺談c++ stl迭代器失效的問(wèn)題全部?jī)?nèi)容了，希望大家多多支持我們~