迭代器失效问题

迭代器失效问题简析

迭代器失效（Iterator Invalidation）是指：在容器发生修改后，原有迭代器不再指向合法、有效的元素位置 。继续使用失效的迭代器会导致未定义行为（UB），即使程序看似"正常运行"。

为什么失效？

迭代器失效不等于指针悬空。它本质是语义失效------迭代器所代表的逻辑位置已不存在，原因包括：

• 元素被删除或移动（如 vector::erase）
• 容器重新分配内存（如 vector 扩容）
• 哈希表 rehash（如 unordered_map::insert）

✅ 注意：即使底层内存未释放，迭代器也可能失效！

常见容器行为

常见容器的迭代器失效规则

容器	插入导致失效	删除导致失效
vector	扩容：全部失效；否则：插入点及之后失效	删除点及之后失效
string	同 vector（因实现为连续字符数组）	同 vector
deque	通常所有迭代器失效	通常所有迭代器失效
list / forward_list	无失效（除被删/插位置自身）	仅被删元素的迭代器失效
map / set	无失效	仅被删元素的迭代器失效
unordered_*	rehash 时全部失效	仅被删元素的迭代器失效

安全示例

// 正确：使用 erase 返回值
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ) {
    if (*it % 2 == 0)
        it = vec.erase(it);  // it 被更新为下一个有效位置
    else
        ++it;
}

关键原则

不要在修改容器后继续使用旧迭代器（除非确认安全，如 list）。 erase 后务必使用其返回值，而非原迭代器。

理解你所用容器的失效规则，比依赖"看起来能跑"更可靠。