vector 迭代器失效问题

vector 迭代器失效

迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：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的空间 ， 造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)。

对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：

指定位置元素的删除操作–erase

VS下的

#include 
using namespace std;
#include 
int main()
{
	int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
	vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
	int sz = v.capacity();
	// 使用find查找3所在位置的iterator
	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	// 删除pos位置的数据，导致pos迭代器失效。
	v.erase(pos);
	cout << *pos << endl; // 此处会导致非法访问
	return 0;
}

erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了。

与vector类似，string在插入+扩容操作+erase之后，迭代器也会失效

#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
	string s("hello");
	auto it = s.begin();
	// 放开之后代码会崩溃，因为resize到20会string会进行扩容
	// 扩容之后，it指向之前旧空间已经被释放了，该迭代器就失效了
	// 后序打印时，再访问it指向的空间程序就会崩溃
	//s.resize(20, '!');
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it;
		++it;
	}
	cout << endl;
	it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		it = s.erase(it);
		// 按照下面方式写，两编译器运行时程序都会崩溃，因为erase(it)之后
		// it位置的迭代器就失效了
		// s.erase(it); 
		//++it;
	}
	return 0;
}

Linux下，g++编译器对迭代器失效的检测并不是非常严格，处理也没有vs下极端。

// 2. erase删除任意位置代码后，linux下迭代器并没有失效
// 因为空间还是原来的空间，后序元素往前搬移了，it的位置还是有效的
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 3);
    v.erase(it);
    cout << *it << endl;
    while(it != v.end())
    {
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

//erase删除的迭代器如果是最后一个元素，删除之后it已经超过end
// 此时迭代器是无效的，++it导致程序崩溃
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> v{1,2,3,4,5};
    // vector v{1,2,3,4,5,6};
    auto it = v.begin();
    while(it != v.end())
    {
        if(*it % 2 == 0)
        v.erase(it);
        ++it;
    }
    for(auto e : v)
    {
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

使用第一组数据时，程序可以运行

使用第二组数据时，程序最终会崩溃

从上述二个例子中可以看到：SGI STL中，迭代器失效后，代码并不一定会崩溃，但是运行结果肯定不对，如果it不在begin和end范围内，肯定会崩溃的。
迭代器失效，不要在访问了，行为结果未定义(不同的编译器有不同的实现)