C++—迭代器失效

一、引言

迭代器是一种面向对象的广义指针，用于指向容器中或流中的对象。

迭代器是一种设计模式，它提供了一种方法来访问容器（例如数组、列表、集合等）中的元素。迭代器是一个对象，它包含了容器中元素的引用，以及一个指向容器中下一个元素的指针。

迭代器可以用来遍历容器中的元素，也可以用于搜索和排序等操作。迭代器的优势在于它可以延迟计算，只有在需要时才会计算下一个元素，这样可以节省内存和计算资源。

二、什么是迭代器失效

指的是一种由特定操作引发的现象，这些特定操作对容器进行操作，使得迭代器不指向容器内的任何元素，或者使得迭代器指向的容器元素发生了改变

三、序列式容器引起迭代器失效

vector

 

push_back，如果有剩余空间，没有引起扩容，则end迭代器会失效；如果引起扩容，则全部迭代器都失效

pop_back，end迭代器会失效

insert，如果未引起扩容，则插入点及插入点之后的迭代器都失效；如果引起扩容，则全部迭代器都失效

erase，插入点及插入点之后的迭代器都失效。

resize，如果扩容，则会迭代器全部失效。如果不扩容反而缩小，则缩小导致消失的元素的迭代器都失效

list

 

list是双向循环链表，很多操作都是操作指针，也没有扩容，所以相对迭代器失效的范围较小

push_back()：原迭代器中end()会失效，其他的都不会失效。

push_front()：原迭代器中begin()会失效，其他的都不会失效。

pop_back()：原迭代器中end()会失效，其他的都不会失效

pop_front()：原迭代器中begin()会失效，其他的都不会失效。

insert(iterator, n)：原迭代器中插入点会失效，其他的都不会失效。

erase(iterator)：原迭代器中删除点会失效，其他的都不会失效。

deque

 

push_back()：会直接在容器末尾添加一个元素。原迭代器中end()会失效，其他的都不会失效。

push_front()：会直接在容器头部添加一个元素。原迭代器中begin()会失效，其他的都不会失效。

pop_back()：会直接删除最后一个元素。原迭代器中end()会失效，其他的都不会失效

pop_front()：会直接在容器头部删除一个元素。原迭代器中begin()会失效，其他的都不会失效。

insert(iterator, n)：向前移动则导致原迭代器中插入点及插入点之前的迭代器都失效；向后移动则导致迭代器中插入点及插入点之后的迭代器都失效。

erase(iterator)：向前移动将导致原迭代器中删除点及删除点之后的迭代器失效；向后移动将导致原迭代器中删除点及删除点之前的迭代器都失效。

 

set、multiset、map、multimap

关联容器的底层结构为红黑树，都是节点。所有操作同list一样，都只是移动指针，进行节点调整，但是每个节点在内存的位置都是不变的。各成员函数导致的迭代器失效问题同list。

 

unordered_map unordered_set

 

在C++中，unordered_set是一个基于哈希表实现的容器。当插入或删除元素时，unordered_set会自动重新分配内存并重新哈希元素。如果重新哈希后的元素数量发生变化，那么原来指向旧元素的迭代器就会失效。但是，如果不需要遍历所有元素，可以使用unordered_set的成员函数begin()和end()来获取迭代器的起始和结束位置，从而避免迭代器失效的问题。