什么是迭代器的失效?

迭代器失效指的是当容器发生变化时,之前获取的迭代器不再指向有效的元素或者不再有意义,这种情况在 C++ STL 编程中比较常见。迭代器失效主要发生在以下几种情况:

  1. 元素被删除或修改: 如果你删除了某个迭代器所指向的元素,那么这个迭代器就失效了。例如,在使用 vectorlisterase 方法删除元素后,指向被删除元素的迭代器会失效。

  2. 容器被重新分配: 对于某些容器(如 vector),如果容量被重新分配(比如在添加元素时容量不足以容纳更多元素),那么指向容器内元素的所有迭代器、引用和指针都将失效。

  3. 插入元素: 对于某些容器,如 vectordeque,在中间位置插入元素可能会导致指向插入位置之后元素的迭代器失效。

应对迭代器失效
  • 谨慎操作: 在修改容器时,要小心处理迭代器。比如,在删除元素后,不要使用指向被删除元素的迭代器。
  • 更新迭代器: 某些操作(如 inserterase)会返回一个新的迭代器,指向特定的元素。可以使用这些新的迭代器来继续操作。
  • 避免在循环中修改容器: 尽量避免在遍历容器的同时对其进行修改。如果需要这样做,可以使用新的迭代器来代替之前的迭代器。
例子

假设你有一个 vector<int>,并且正在遍历它:

std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
    if (*it == 3) {
        v.erase(it);
        // 此时 it 已经失效,再使用它将是不安全的
    }
}

在这个例子中,删除元素 3 后,it 迭代器失效了。继续使用这个迭代器可能会导致未定义行为。正确的做法是使用 erase 返回的新迭代器来继续遍历。

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