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1、迭代器失效

  迭代器(iterator)是一个可以对其执行类似指针的操作(如:解除引用(operator*())和递增(operator++()))的对象,我们可以将它理解成为一个指针。但它又不是我们所谓普通的指针,我们可以称之为广义指针,你可以通过sizeof(vector::iterator)来查看,所占内存并不是4个字节。

如下图所示:

1、迭代器失效

  这里我们定义了一个vector迭代器,对其求sizeof(),发现是12个字节,并不是一个指针的大小。那么我们常说的迭代器失效到底是什么呢?都有哪些场景会导致失效问题呢?我们一起来看以下具体场景及解决办法。

  对于序列式容器,例如vector、deque;由于序列式容器是组合式容器,当当前元素的iterator被删除后,其后的所有元素的迭代器都会失效,这是因为vector,deque都是连续存储的一段空间,所以当对其进行erase操作时,其后的每一个元素都会向前移一个位置。

运行结果,程序终止:

    

1、迭代器失效

  已经失效的迭代器不能进行++操作,所以程序中断了。不过vector的erase操作可以返回下一个有效的迭代器,所以只要我们每次执行删除操作的时候,将下一个有效迭代器返回就可以顺利执行后续操作了,代码修改如下:

  这样删除后it指向的元素后,返回的是下一个元素的迭代器,这个迭代器是vector内存调整过后新的有效的迭代器。此时就可以进行正确的删除与访问操作了。

上面只是举了删除元素造成的vector迭代器失效问题,对于vector的插入元素也可以同理得到验证,这里就不再进行举例了。

vector迭代器失效问题总结

(1)当执行erase方法时,指向删除节点的迭代器全部失效,指向删除节点之后的全部迭代器也失效

(2)当进行push_back()方法时,end操作返回的迭代器肯定失效。

(3)当插入(push_back)一个元素后,capacity返回值与没有插入元素之前相比有改变,则需要重新加载整个容器,此时first和end操作返回的迭代器都会失效。

(4)当插入(push_back)一个元素后,如果空间未重新分配,指向插入位置之前的元素的迭代器仍然有效,但指向插入位置之后元素的迭代器全部失效。

deque迭代器失效总结:

(1)对于deque,插入到除首尾位置之外的任何位置都会导致迭代器、指针和引用都会失效,但是如果在首尾位置添加元素,迭代器会失效,但是指针和引用不会失效

(2)如果在首尾之外的任何位置删除元素,那么指向被删除元素外其他元素的迭代器全部失效

(3)在其首部或尾部删除元素则只会使指向被删除元素的迭代器失效。

  对于关联容器(如map, set,multimap,multiset),删除当前的iterator,仅仅会使当前的iterator失效,只要在erase时,递增当前iterator即可。这是因为map之类的容器,使用了红黑树来实现,插入、删除一个结点不会对其他结点造成影响。erase迭代器只是被删元素的迭代器失效,但是返回值为void,所以要采用erase(iter++)的方式删除迭代器。

首先来看一下map迭代器失效的一个例子:

运行结果:

1、迭代器失效

 这里显示迭代器失效,不能进行++ 操作,只要稍作修改就可以了:

  此时就可以成功删除key值为5的元素了,而且迭代器++也没有问题了。

这里主要解释一下erase(it++)的执行过程:这句话分三步走,先把iter传值到erase里面,然后iter自增,然后执行erase,所以iter在失效前已经自增了。

map是关联容器,以红黑树或者平衡二叉树组织数据,虽然删除了一个元素,整棵树也会调整,以符合红黑树或者二叉树的规范,但是单个节点在内存中的地址没有变化,变化的是各节点之间的指向关系。

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