【C++】vector迭代器失效问题

2024-09-02 12:52
文章标签 c++ 问题 vector 失效 迭代

本文主要是介绍【C++】vector迭代器失效问题,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

本文是对vector迭代器失效问题的分析,需要对vector有一定了解,若还不了解的可以看这篇文章进行学习:【C++】容器vector常用接口详解-CSDN博客


目录

一.什么是迭代器失效?

二.迭代器失效的典型案例

1.引起底层空间改变

2.指定位置删除元素操作

三. Linux环境下g++对迭代器失效的检测


一.什么是迭代器失效?

先来看一段代码:

//构造一个1,2,3,4构成的vector
vector<int> v;
for (size_t i = 1; i < 5; i++)
{v.push_back(i);
}//找到其中3这个值的位置
auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
v.insert(pos, 30);
v.insert(pos, 40);

这就是一个典型的迭代器失效问题,要弄清楚为什么,首先我们需要清楚一点:vector的每一次扩容都不是在原地扩容,而是新开辟一块空间后将原先的数据拷贝到新空间 

而这就产生了一个问题,第一次insert的pos是表示3的位置,但第二次insert时pos还是表示3的位置吗?如下图所示:

因此可以得到一个结论:迭代器失效,本质就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了,使用了一块已经被释放的空间,造成的后果是程序崩溃。 

二.迭代器失效的典型案例

1.引起底层空间改变

理解了迭代器失效的原理后,直到只要是引起底层空间改变的操作,都有可能使得迭代器失效,例如常规的:resize、reserve、insert、assign、push_back等

vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6 };
auto it = v.begin();//将有效元素增加到20个,多余的用0填充,操作期间底层扩容
v.resize(20, 0);
//改变容量大小为20,可能会进行扩容而引起底层改变
v.reserve(20);//插入元素,可能会进行扩容
v.push_back(8);
v.insert(v.begin(), 0);//给vector重新赋值,可能会引起底层容量改变
v.assign(20, 9);//以上操作都会导致先前的迭代器it失效
//解决方法就是完成上述操作后更新迭代器it
//若在此不更新就会出错
it = v.begin();
while (it != v.end())
{cout << *it << " ";it++;
}
cout << endl;

无论是上面的哪一行代码(resize,reserve,push_back等等),只有进行了 扩容操作 都会改变底层空间,使得原迭代器it指向的是原位置的失效空间 

2.指定位置删除元素操作

vector<int> v{ 1,2,3,4 };
auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);//找到3的位置
v.erase(pos);//删除3
cout << *pos << endl;//再次解引用就会报错

erase删除pos位置元素后,pos位置之后的元素都会往前移动,虽然说没有导致底层空间的改变,理论上说迭代器应该不会失效,但是若pos恰好是最后一个元素的位置,删除完后迭代器是end的位置了呢,此时pos就不指向任何元素,也就失效了,为了防止这种情况,vs下就认为删除vector中任意位置上元素后,该位置的迭代器就已经失效了。 

举个例子:若要删除vector中所有的偶数

vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };
auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{if (*it % 2 == 0){//erase返回的是删除位置的下一个元素的位置的迭代器//这里就直接利用erase的返回值进行更新it = v.erase(it);}else{it++;}
}
for (auto e : v)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;

三. Linux环境下g++对迭代器失效的检测

在Linux环境下,g++对迭代器失效的检测没有vs上那么严格,例如以下代码是可以在g++下运行的,但是由于迭代器失效的原因,这段代码打印出来一定是错误的

int main()
{std::vector<int> v{ 1,2,3,4,5 };for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)cout << v[i] << " ";cout << endl;auto it = v.begin();cout << "扩容之前,vector的容量为: " << v.capacity() << endl;// 通过reserve将底层空间设置为100,目的是为了让vector的迭代器失效    v.reserve(100);cout << "扩容之后,vector的容量为: " << v.capacity() << endl;// 经过上述reserve之后,it迭代器肯定会失效,在vs下程序就直接崩溃了,但是linux下不会// 虽然可能运行,但是输出的结果是不对的while (it != v.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;return 0;
}

Linux和Windows环境下,对于erase更加不一样。Linux下,因为erase没有空间的扩容,因此原来的空间依然是原来空间,只要不是删除最后一个元素就不会有问题,而vs则会强制报错。

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;
}//程序正常运行,打印结果为
//4
//4 5

这篇关于【C++】vector迭代器失效问题的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1130013

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