C++ 迭代器失效问题解决

1.vector迭代器失效问题

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 ) 。

在C++中，当一个vector进行了插入或删除操作时，其迭代器可能会失效。这是因为在插入或删除操作之后，vector可能会重新分配内存空间，导致原来的迭代器指向的位置不再有效。

可能会导致其迭代器失效的操作有

1.底层空间改变

1. 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效 ，比如： resize 、 reserve 、 insert 、 assign 、push_back等。

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

int main()
{
	vector<int> v;
	v = { 1,2,3,4,5,6 };
	auto it = v.begin();
	//使用reserve扩容，可能会引起底层容量的改变，旧空间释放，但是it依旧使用的时释放前的旧空间
	v.reserve(100);
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}

	return 0;
}

我们使用resize 、 reserve 、 insert 、 assign、 push_back等操作都可能会导致扩容， 也就是说vector底层原理旧空间被释放掉， 而在打印时，it还使用的是释放之间的旧空间，在对it迭代器操作时，实际操作的是一块已经被释放的 空间，而引起代码运行时崩溃。

如果我们在扩容后重新赋值即可解决这个问题，可以继续操作it迭代器。

2.指定位置元素的删除操作

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

int main()
{
	vector<int> v;
	v = { 1,2,3,4,5,6 };
	//auto it = v.begin();
	//使用reserve扩容，可能会引起底层容量的改变，旧空间释放，但是it依旧使用的时释放前的旧空间
	//v.reserve(100);
	auto it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		v.erase(it);  //删除it位置的数据，导致迭代器失效
		//这时再对it进行操作就是非法访问
		cout << *it << endl;
		++it;
	}

	return 0;
}

如图中代码，运行会崩溃

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。

如果在删除后对迭代器it重新赋值，这个时候就不会失效，因为erase返回删除元素下一个位置元素的迭代器。

2.Linux下的迭代器失效检测

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。

1.扩容

运行如下代码：

可以运行但是结果已经出错。

2.删除

运行如下代码

可以正常运行，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

但是如果删除的是最后一个元素呢

程序崩溃，因为删除最后一个元素，删除后it已经超过end，++it导致程序崩溃

3.解决方法

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

迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可

1.在进行插入或删除操作之后，更新迭代器的位置，使其指向有效的元素。

2.在进行插入或删除操作之前，先将迭代器保存下来，然后再进行操作之后重新定位迭代器。

3.另外，C++11引入了emplace_back()和emplace()函数，它们可以在vector中直接构造对象，而不是先创建临时对象再插入，这样可以减少迭代器失效的可能性 

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