【C++ 面试 - STL】每日 3 题（八）

✍个人博客：Pandaconda-CSDN博客

📣专栏地址：http://t.csdnimg.cn/fYaBd

📚专栏简介：在这个专栏中，我将会分享 C++ 面试中常见的面试题给大家~

❤️如果有收获的话，欢迎点赞👍收藏📁，您的支持就是我创作的最大动力💪

22. 迭代器用过吗？什么时候会失效？

用过，常用容器迭代器失效情形如下。

对于序列容器 vector，deque 来说，使用 erase 后，后边的每个元素的迭代器都会失效，后边每个元素都往前移动一位，erase 返回下一个有效的迭代器。
对于关联容器 map，set 来说，使用了 erase 后，当前元素的迭代器失效，但是其结构是红黑树，删除当前元素，不会影响下一个元素的迭代器，所以在调用 erase 之前，记录下一个元素的迭代器即可。
对于 list 来说，它使用了不连续分配的内存，并且它的 erase 方法也会返回下一个有效的迭代器，因此上面两种方法都可以使用。

23. vector 在扩容的时候，迭代器会失效吗？

是的，在 C++ 中，当使用 std::vector 进行扩容时，迭代器会失效。

扩容是指当 vector 的当前容量不足以容纳新插入的元素时，vector 会重新分配一块更大的内存并将所有元素复制到新的内存中。在这个过程中，原来的迭代器指向的位置可能会发生变化，导致迭代器失效。

如果对 vector 进行插入操作，并在插入前保存了迭代器，那么插入新元素后，你保存的迭代器将不再准确。因此，如果在插入操作后需要继续使用迭代器，需要注意在扩容前先更新迭代器，或者使用索引来引用元素。

在编写代码时，可以通过以下几种方式来避免迭代器失效的问题：

使用索引替代迭代器：在插入新元素后，如果需要继续使用迭代器进行操作，可以在插入前先保存迭代器的位置，然后使用索引来引用元素。例如：

cpp 复制代码

std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
auto it = vec.begin();
vec.push_back(4);
// 使用索引来引用元素
int value = vec[0];

使用返回值的迭代器：在插入操作后，std::vector 的成员函数会返回一个指向新插入元素的迭代器。可以使用返回的迭代器来继续操作。例如：

cpp 复制代码

std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
auto it = vec.insert(vec.begin() + 1, 5);  // 在第二个位置插入5
// 使用返回的迭代器继续操作
vec.erase(it);  // 删除新插入的元素

利用循环的特性：可以通过逆序循环遍历 vector，这样在插入新元素时，迭代器不会失效。例如：

cpp 复制代码

std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
for (auto it = vec.rbegin(); it != vec.rend(); ++it) {
   if ((*it) == 2) {
       vec.insert(it.base(), 4);  // 在2的后面插入4
   }
}

24. 说一下 STL 中迭代器的作用，有指针为何还要迭代器？

迭代器的作用
（1）用于指向顺序容器和关联容器中的元素
（2）通过迭代器可以读取它指向的元素
（3）通过非 const 迭代器还可以修改其指向的元素
迭代器和指针的区别
迭代器不是指针，是类模板，表现的像指针。他只是模拟了指针的一些功能，重载了指针的一些操作符，-->、++、-- 等。迭代器封装了指针，是一个 "可遍历 STL（ Standard Template Library）容器内全部或部分元素" 的对象，本质是封装了原生指针，是指针概念的一种提升，提供了比指针更高级的行为，相当于一种智能指针，他可以根据不同类型的数据结构来实现不同的 ++，-- 等操作。
迭代器返回的是对象引用而不是对象的值，所以 cout 只能输出迭代器使用取值后的值而不能直接输出其自身。
迭代器产生的原因
Iterator 类的访问方式就是把不同集合类的访问逻辑抽象出来，使得不用暴露集合内部的结构而达到循环遍历集合的效果。