C STL 迭代器失效問題

之前看《c++ primier》的時候，也解到在順序型視窗裡insert/erase會涉及到迭代器失效的問題，並沒有深究。今天寫程式的時候遇到了這個問題。

最初我的程式是醬紫的，別說話，我知道這樣是有問題的，可這樣是最直觀的想法

int arr=
; 　　vector<
int>
a(arr,arr+
sizeof
(arr)
/sizeof
(*arr));
for(
auto it = a.
begin()
; it != a.
end();
++it )
}

沒錯，程式崩潰！刪除了迭代器it之後，it迭代器失效了，無法再進行++it操作了。

可是，當我覺得erase做的只是把it之後的元素向前移動乙個位置而已，為什麼迭代器失效了呢？我翻開《stl原始碼剖析》，sgi stl的vector::erase的原始碼是這樣的：

iterator vector
::erase
(iterator position)

正如我所想，erase函式並沒有對輸入的position迭代器進行改寫！我列印出除錯資訊，發現erase之後，迭代器的_ptr成員，也就是指標的值並沒有發生變化，而此指標所指的元素的確是下乙個元素。那麼為什麼失效了呢？

我又查了《c++ primier》，發現此書上的標準寫法是這樣的：

int arr=
; 　　vector<
int>
a(arr,arr+
sizeof
(arr)
/sizeof
(*arr));
for(
auto it = a.
begin()
; it != a.
end();
)else
++it;
}

執行了一下，這樣是沒錯的。我列印了除錯資訊，發現與之前一樣，erase之後把結果賦給it，it裡的成員_ptr並沒有發生變化。唯一的可能就是迭代器裡還有別的標誌，如果當前元素被刪除之後，該迭代器也就「失效」了。《c++ primier》並未對此作出過多解釋，只是說，erase函式返回被刪除元素的下乙個元素的迭代器。

結論：在stl裡，我們不能以指標來看待迭代器，指標是與記憶體繫結的，而迭代器是與容器裡的元素繫結的，刪除了之後，該迭代器就失效了，在對其重新賦值之前，不能再訪問此迭代器。

機智如我，自然會去探索一下insert之後，迭代器會怎樣。於是：

vector<
int> a;
for(
int i =
0; i <10;
++i)
for(
auto it = a.
begin()
; it != a.
end();
++it)
}

你猜怎麼著？？

啥事兒沒有！你可能會問，插入之後為什麼要++it。插入之前，it指向5，在5之前插入100後，it指向100。這樣下一次迴圈，it依然會指向5。相信我，你的程式會**的！

我作了個++it之後，it又指向5，下一次迴圈就直接指向5之後的元素了，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，當插入元素過多，vector的capacity會增加，這時會不會問題呢？說幹就幹：

vector<
int> a;
for(
int i =
0; i <13;
++i)
for(
auto it = a.
begin()
; it != a.
end();
++it)
}

boom！果然崩潰了！也就是說插入之後的迭代器失效了。那之前的呢？

我決定粗暴地測試一下：

vector<
int> a;
for(
int i =
0; i <13;
++i)
auto it1=a.
begin()
;for
(auto it = it1; it != a.
end();
++it)
}

我插入之後，直接讓it指向begin()，然後單步除錯。執行完it=it1還好好的，可再去執行++it還是崩潰了。

也就是說，capacity變化之後，所有的迭代器都失效了！這是當然了呀！capacity發生變化，容器內部做的不僅僅是增加capacity這麼簡單，因為容器所在記憶體後面可能沒有足夠的記憶體讓我們使用，所以，容器要重新開闢一段足夠大的記憶體來儲存容器裡的元素，當前記憶體會被釋放。這樣一來，迭代器自然失效了。

關於容器的迭代器失效的問題，c++ primier用了一小節作了總結，我翻譯成中文如下：

（1）增加元素到容器後

對於vector和string，如果容器記憶體被重新分配，iterators,pointers,references失效；如果沒有重新分配，那麼插入點之前的iterator有效，插入點之後的iterator失效；

對於deque，如果插入點位於除front和back的其它位置，iterators,pointers,references失效；當我們插入元素到front和back時，deque的迭代器失效，但reference和pointers有效；

對於list和forward_list，所有的iterator,pointer和refercnce有效。

（2）從容器中移除元素後

對於vector和string，插入點之前的iterators,pointers,references有效；off-the-end迭代器總是失效的；

對於deque，如果插入點位於除front和back的其它位置，iterators,pointers,references失效；當我們插入元素到front和back時，off-the-end失效，其他的iterators,pointers,references有效；

對於list和forward_list，所有的iterator,pointer和refercnce有效。

（3）在迴圈中refresh迭代器

當處理vector,string,deque時，當在乙個迴圈中可能增加或移除元素時，要考慮到迭代器可能會失效的問題。我們一定要refresh迭代器。

int arr=
; deque<
int>
v(arr,arr+
sizeof
(arr)
/sizeof
(*arr));
for(
auto it = v.
begin()
; it != v.
end();
)else
it = v.
erase
(it)
;}

至於it+=2，很容易解釋，insert之後，it指向新增加的元素，+2之後，it指向下乙個要處理的元素。

（4）在迴圈不變式中不要store off-the-end迭代器

這個很容易理解了，增加或移除元素之後，off-the-end失效了，不store的話，每次從end()函式中取的都是最新的off-the-end，自然不會失效。

C STL 迭代器失效問題

C STL 迭代器失效

C STL迭代器失效

C STL中迭代器失效問題

C STL 迭代器失效問題

C STL 迭代器失效

C STL迭代器失效

C STL中迭代器失效問題

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