C++迭代器失效的几种情况总结
breakpoints 2020-04-20
https://www.cnblogs.com/fnlingnzb-learner/p/9300073.html
文末有自己的测试代码
一、序列式容器(数组式容器)
对于序列式容器(如vector,deque)，序列式容器就是数组式容器，删除当前的iterator会使后面所有元素的iterator都失效。这是因为vetor,deque使用了连续分配的内存，删除一个元素导致后面所有的元素会向前移动一个位置。所以不能使用erase(iter++)的方式，还好erase方法可以返回下一个有效的iterator。
[
](javascript:void(0)??
for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
(*it)->doSomething();
if (shouldDelete(*iter))
iter = cont.erase(iter); //erase删除元素，返回下一个迭代器
else
++iter;
}[](javascript:void(0)??
迭代器失效：
[](javascript:void(0)??
void vectorTest()
{
vector<int> container;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
container.push_back(i);
}
vector<int>::iterator iter;
for (iter = container.begin(); iter != container.end(); iter++)
{
if (*iter > 3)
container.erase(iter);
}
for (iter = container.begin(); iter != container.end(); iter++)
{
cout<<*iter<<endl;
}
}[](javascript:void(0)??
报错是：vectoriterator not incrementable.
迭代器在执行++操作时报错！已经失效的迭代器不能再进行自增运算了。++代码大致实现如下：
[](javascript:void(0)??
1 _Myiter operator++(int)
2 {
3 _Myiter _Tmp=*this;
4 ++*this;
5 return (_Tmp);
6 }[](javascript:void(0)??
对于序列式容器，比如vector，删除当前的iterator会使后面所有元素的iterator都失效。这是因为顺序容器内存是连续分配（分配一个数组作为内存），删除一个元素导致后面所有的元素会向前移动一个位置。（删除了一个元素，该元素后面的所有元素都要挪位置，所以，iter++，已经指向的是未知内存）。
但是erase方法可以返回下一个有效的iterator。所以代码做如下修改，就OK了。
[](javascript:void(0)??
void vectorTest()
{
vector<int> container;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
container.push_back(i);
}
vector<int>::iterator iter;
for (iter = container.begin(); iter != container.end();)
{
if (*iter > 3) {
iter = container.erase(iter);
}
else {
iter ++;
}
}
for (iter = container.begin(); iter != container.end(); iter++)
{
cout<<*iter<<endl;
}
}[](javascript:void(0)??
总结：vector是一个顺序容器，在内存中是一块连续的内存，当删除一个元素后，内存中的数据会发生移动，以保证数据的紧凑。所以删除一个数据后，其他数据的地址发生了变化，之前获取的迭代器根据原有的信息就访问不到正确的数据。
所以为了防止vector迭代器失效，常用如下方法：
[](javascript:void(0)??
for (iter = container.begin(); iter != container.end(); )
{
if (*iter > 3)
iter = container.erase(iter); //erase的返回值是删除元素下一个元素的迭代器
else{
iter++;
}
}[](javascript:void(0)??
这样删除后iter指向的元素后，返回的是下一个元素的迭代器，这个迭代器是vector内存调整过后新的有效的迭代器。
二、关联式容器
对于关联容器(如map, set,multimap,multiset)，删除当前的iterator，仅仅会使当前的iterator失效，只要在erase时，递增当前iterator即可。这是因为map之类的容器，使用了红黑树来实现，插入、删除一个结点不会对其他结点造成影响。erase迭代器只是被删元素的迭代器失效，但是返回值为void，所以要采用erase(iter++)的方式删除迭代器。
[](javascript:void(0)??
for (iter = cont.begin(); it != cont.end();)
{
(*iter)->doSomething();
if (shouldDelete(*iter))
cont.erase(iter++);
else
++iter;
}
//测试错误的Map删除元素
void mapTest()
{
map<int, string> dataMap;
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
string strValue = "Hello, World";
stringstream ss;
ss<<i;
string tmpStrCount;
ss>>tmpStrCount;
strValue += tmpStrCount;
dataMap.insert(make_pair(i, strValue));
}
cout<<"MAP元素内容为："<<endl;
map<int, string>::iterator iter;
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end(); iter++)
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
cout<<strValue<<endl;
}
cout<<"内容开始删除："<<endl;
//删除操作引发迭代器失效
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end();iter++)
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
if (nKey % 2 == 0)
{
dataMap.erase(iter); //错误
}
/* cout<<iter->second<<endl;*/
}
}[](javascript:void(0)??
出错：
解析：dataMap.erase(iter)之后,iter就已经失效了，所以iter无法自增，即iter++就会出bug.解决方案，就是在iter失效之前，先自增。
[](javascript:void(0)??
void mapTest()
{
map<int, string> dataMap;
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
string strValue = "Hello, World";
stringstream ss;
ss<<i;
string tmpStrCount;
ss>>tmpStrCount;
strValue += tmpStrCount;
dataMap.insert(make_pair(i, strValue));
}
cout<<"MAP元素内容为："<<endl;
map<int, string>::iterator iter;
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end(); iter++)
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
cout<<strValue<<endl;
}
cout<<"内容开始删除："<<endl;
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end();)
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
if (nKey % 2 == 0)
{
dataMap.erase(iter++);
auto a = iter;
}
else {
iter ++;
}
}
}[](javascript:void(0)??
解析：dataMap.erase(iter++);这句话分三步走，先把iter传值到erase里面，然后iter自增，然后执行erase,所以iter在失效前已经自增了。
map是关联容器，以红黑树或者平衡二叉树组织数据，虽然删除了一个元素，整棵树也会调整，以符合红黑树或者二叉树的规范，但是单个节点在内存中的地址没有变化，变化的是各节点之间的指向关系。
所以在map中为了防止迭代器失效，在有删除操作时，常用如下方法：
[](javascript:void(0)??
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end(); )
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
if (nKey % 2 == 0)
{
map<int, string>::iterator tmpIter = iter;
iter++;
dataMap.erase(tmpIter);
//dataMap.erase(iter++) 这样也行
}else
{
iter++;
}
}[](javascript:void(0)??
三、链表式容器
对于链表式容器(如list)，删除当前的iterator，仅仅会使当前的iterator失效，这是因为list之类的容器，使用了链表来实现，插入、删除一个结点不会对其他结点造成影响。只要在erase时，递增当前iterator即可，并且erase方法可以返回下一个有效的iterator。
方式一:递增当前iterator
[](javascript:void(0)??
for (iter = cont.begin(); it != cont.end();)
{
(*iter)->doSomething();
if (shouldDelete(*iter))
cont.erase(iter++);
else
++iter;
}[](javascript:void(0)??
方式二:通过erase获得下一个有效的iterator
[](javascript:void(0)??
for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
(*it)->doSomething();
if (shouldDelete(*iter))
iter = cont.erase(iter); //erase删除元素，返回下一个迭代器
else
++iter;
}[](javascript:void(0)??
四、总结
迭代器失效分三种情况考虑，也是分三种数据结构考虑，分别为数组型，链表型，树型数据结构。
数组型数据结构：该数据结构的元素是分配在连续的内存中，insert和erase操作，都会使得删除点和插入点之后的元素挪位置，所以，插入点和删除掉之后的迭代器全部失效，也就是说insert(iter)(或erase(iter))，然后在iter++，是没有意义的。解决方法：erase(*iter)的返回值是下一个有效迭代器的值。 iter =cont.erase(iter);
链表型数据结构：对于list型的数据结构，使用了不连续分配的内存，删除运算使指向删除位置的迭代器失效，但是不会失效其他迭代器.解决办法两种，erase(*iter)会返回下一个有效迭代器的值，或者erase(iter++).
树形数据结构： 使用红黑树来存储数据，插入不会使得任何迭代器失效；删除运算使指向删除位置的迭代器失效，但是不会失效其他迭代器.erase迭代器只是被删元素的迭代器失效，但是返回值为void，所以要采用erase(iter++)的方式删除迭代器。
注意：经过erase(iter)之后的迭代器完全失效，该迭代器iter不能参与任何运算，包括iter++,*ite
测试代码
#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
//插入
//map不允许重复的元素,我们用pair<iterator,bool> 来检查有没有插入成功
map<int, int> m;
pair< map<int, int>::iterator, bool> insert_pair;
insert_pair = m.insert(map<int, int>::value_type(1, 11));
insert_pair = m.insert(pair<int, int>(1, 20));
if (insert_pair.second == true)
{
printf("success\n");
}
else
{
printf("failed\n");
}
//用下标会覆盖掉
m[10] = 15;
m[1] = 30;
//
m.insert(pair<int, int>(2, 22));
m.insert(pair<int, int>(3, 33));
m.insert(pair<int, int>(4, 44));
/* for (auto it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << it->first << "->" << it->second << endl;
}*/
//按逆序打印噢
/*for (auto it = m.rbegin(); it != m.rend(); it++)
{
cout << it->first << " " << it->second << endl;
}*/
//使用下标访问的时候阿,[]里面的值是key
/*for (int i = 1; i <= m.size(); i++)
{
cout << m[i] << " " << endl;
}*/
//map的查找
//map的count是查key,
//count无法定位数据的位置
/*cout<<m.count(2)<<endl;
cout << m.count(44);*/
//map查找时 find是填key
/*map<int, int>::iterator it;
it = m.find(2);
if (it != m.end())
{
cout << "success";
cout << endl << "find(44)" << it->first << "->" << it->second << endl;
}
else
{
cout << "fail";
}*/
map<int, int>::iterator it=m.begin();
for (; it != m.end();)
{
if (it->second == 22)
{
/*auto temp = it;
temp++;
m.erase(it);
it = temp;*/
//或者直接
m.erase(it++);
//第一步 传it
//第二步 it++
//第三步 迭代器失效
}
else
{
it++;
}
}
for (auto it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << it->first << " " << it->second << endl;
}
} 