【C++】有关vector迭代器失效问题
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- 一、迭代器失效是什么
- 二、vector中哪些操作会导致迭代器失效
- 三、如何避免迭代器失效的问题
一、迭代器失效是什么
在进入此问题时,我们首先要了解迭代器的本质其实是指针,迭代器的失效就相当于指针失效的问题。而指针失效就说明指针指向的空间是非法的,变成为了野指针。
空间非法: 就是指指针指向了已经被释放的空间或者越界访问,
我们可以用代码的方式来解释此问题。
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
void test()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
auto it = v.begin();
v.push_back(5);
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
通过上述代码,当我们运行程序时会发生报错。其原因就是因为迭代器失效的问题。我们可以分析一下其中的过程。
过程:it一开始指向初始空间的元素,而再次进行尾插操作时,由于空间不够需要扩容,因此需要释放旧空间开辟新空间,但此时的it还是指向已经被释放的旧空间,已经成为野指针了,因此再循环当中对野指针进行解引用是就会导致程序崩溃。
二、vector中哪些操作会导致迭代器失效
在所有可能对空间进行扩容操作的都有可能导致迭代器失效,如:push_back、resize、insert、reserve等。
需要注意的是:有一个特殊的操作,编译器也会认为迭代器失效,就是erase操作。
我们要知道,erase函数的返回值是返回被删除元素的后一个位置,当删除完元素时,当前位置之后的元素都会往前进行偏移,但这并没有导致空间的改变,理论上这是不是并没有导致迭代器失效呢?
那么如果当前位置的元素刚好就是最后一个元素时,当对其进行删除时,返回的位置则指向end(),而end()的位置并没有元素,那么当对其进行解引用时也会导致程序崩溃,因此编译器认为这样的操作并不安全,于是认为当删除完元素时,迭代器就应该按失效的方式处理,不再对其进行使用。
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
void test()
{
vector<int> v{1,2,3,4,5,6};
auto it = v.begin();
//删除偶数
while (it != v.end())
{
if (*it % 2 == 0)
{
v.erase(it);
}
else
{
it++;
}
}
}
三、如何避免迭代器失效的问题
通过以上叙述,我们了解了有关迭代器失效的产生及问题,那么我们该如何避免此问题发生呢?
其实解决办法也挺简单的:只需当我们使用了有可能对迭代器失效的操作时,如果想再次使用迭代器时,只需在使用前令其指向新空间。
我们可以用一段代码来演示过程:
举例:使用push_back函数
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
void test()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
auto it = v.begin();
v.push_back(5);
it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
通过上述代码,当我们要再次进行尾插操作时,只需改变一下it指向新空间的位置即可,这样就不会导致迭代器产生失效的问题了。