【C++】有关vector迭代器失效问题

文章目录

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。

cpp 复制代码

#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。

cpp 复制代码

#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

cpp 复制代码

#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。