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【C++】STL——vector中的迭代器失效问题

article 2025/1/31 16:42:31

前言

我们前面说了关于vector的一些使用问题，在insert和erase这两个函数中有引用到了迭代器，此时就存在一个迭代器实效的问题，下面来探讨一下为什么迭代器会失效。

迭代器

迭代器，它的主要作用就是让算法能够不用关心底层的数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了一个封装。

再提醒一次：迭代器不能被简单的认为它就是指针！

vector的迭代器就是原生态指针T*，因此，迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放了的空间，其结果就是造成程序崩溃。
所以，如果继续使用已经失效的迭代器，程序就可能会崩溃。

vector的迭代器失效问题

插入导致的迭代器失效

对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：resize、reserve、insert、assign、push_back等一系列会引起底层空间改变的操作，都有可能使迭代器失效。
我们来写一个例子：

int main()
{
	vector<int> v1 = { 1,2,3,4 };
	//找到3的位置
	vector<int>::iterator pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
	v1.insert(pos, 10);//在pos位置处插入一个10
	cout << *pos << endl;//再次访问pos
	return 0;
}

结果如下：
在这里插入图片描述
可能大家会有所疑惑，我要在pos = 3的位置插入数字10，当我再次访问pos节点时应该是数字10，但结果却是崩溃。
是因为插入数据时可能使得vector扩容，则原本的空间会被释放掉，但是我的迭代器还是指向原来的那块空间，再次访问就会崩溃。
在这里插入图片描述
解决方法也很简单：在以上操作完成之后，如果想继续通过迭代器访问操作vector中的元素，只需给迭代器重新赋值即可。

int main()
{
	vector<int> v1 = { 1,2,3,4 };
	vector<int>::iterator pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
	v1.insert(pos, 10);
	vector<int>::iterator it1 = v1.begin();//使迭代器指向新的空间
	while (it1 != v1.end())
	{

		cout << *it1 << " ";
		it1++;
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述

删除导致的迭代器失效

在指定位置的删除时，同样会导致迭代器失效：

vector<int> v1 = { 1,2,3,4 };
vector<int>::iterator pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
v1.erase(pos);
cout << *pos << endl;
return 0;

程序运行出来还是崩溃的。erase删除pos位置的元素后，pos位置之后的元素会往前移，没有导致底层空间的改变，按理来说应该没有问题，但它为什么还是失效了呢？
其实，如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos就会指向end，而end的位置是没有元素的，那么pos就失效了，再次访问它程序就会崩溃。因此，在删除vector中任意位置上的元素时，编译器就会默认为该位置迭代器失效。
同样，重新给迭代器赋值，且判断迭代器不指向end即可访问。

vector<int> v1 = { 1,2,3,4 };
vector<int>::iterator pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
vector<int>::iterator it1=v1.erase(pos);
if(it1!=v1.end())
	cout << *it1 << endl;
return 0;

如：当我们想删除vector中的所有偶数，就需要这样写：

vector<int> v1 = { 1,2,3,4 };
vector<int>::iterator it = v1.begin();
while (it != v1.end())
{
	if (*it % 2 == 0)
		it = v1.erase(it);//删除了要给迭代器重新赋值
	else
		it++;//否则迭代器++
}
for (auto e : v1)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;