STL 迭代器失效問題

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最近在項目開發中，遇到一個異常，經過測試，發現是迭代器失效問題，於是稍微總結了一下。

vector迭代器失效測試：

測試程序： 

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;
    }
}

測試結果如下：

結果對嗎？肯定不對，結果應該是0,1,2,3。

在看看跟進去之後的報錯情況：

迭代器在執行++操作時報錯！

對於序列式容器，比如vector，刪除當前的iterator會使後面所有元素的iterator都失效。這是因爲順序容器內存是連續分配，刪除 一個元素導致後面所有的元素會向前移動一個位置。但是erase方法可以返回下一個有效的iterator。所以代碼做如下修改，就OK了。

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);    //erase的返回值是刪除元素下一個元素的迭代器
            else{
                iter++;
            }
    }

     for (iter = container.begin(); iter != container.end(); iter++)
    {
            cout<<*iter<<endl;
    }
}

運行結果如下：

結果是正確的。

 

再看一個MAP的示例，

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元素內容爲："<<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<<"內容開始刪除："<<endl;
    /////////////////////////////////////////////擦除操作引發迭代器失效
    for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end(); iter++)
    {
            int nKey = iter->first;
            string strValue = iter->second;

           if (nKey % 2 == 0)
           {
                dataMap.erase(iter);

           }
            cout<<iter->second<<endl;
    }
}

結果報錯：

看看報異常時跟進去在哪裏報錯：

根據迭代器訪問數據時失效！ map/set iterator not dereferencable

迭代器是不引用的。

正確的做法是： 

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元素內容爲："<<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<<"內容開始刪除："<<endl;
    for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end(); )
    {
         int nKey = iter->first;
         string strValue = iter->second;

         if (nKey % 2 == 0)
         {
             dataMap.erase(iter++);

         }else
     {
          iter++;
         }

         if (iter != dataMap.end())
         cout<<iter->second<<endl;
    }

最後輸出結果：

程序在一邊刪除一遍輸出，而且能夠順利輸出結束。

總結一下：

vector是一個順序容器，在內存中是一塊連續的內存，當刪除一個元素後，內存中的數據會發生移動，以保證數據的緊湊。所以刪除一個數據後，其他數據的地址發生了變化，之前獲取的迭代器根據原有的信息就訪問不到正確的數據。

所以爲了防止vector迭代器失效，常用如下方法：

for (iter = container.begin(); iter != container.end(); )
    {
            if (*iter > 3)
              iter = container.erase(iter);    //erase的返回值是刪除元素下一個元素的迭代器
            else{
                iter++;
            }
    }

這樣刪除後iter指向的元素後，返回的是下一個元素的迭代器，這個迭代器是vector內存調整過後新的有效的迭代器。萬無一失！

 

map是關聯容器，以紅黑樹或者平衡二叉樹組織數據，雖然刪除了一個元素，整棵樹也會調整，以符合紅黑樹或者二叉樹的規範，但是單個節點在內存中的地址沒有變化，變化的是各節點之間的指向關係。

所以在map中爲了防止迭代器失效，在有刪除操作時，常用如下方法：

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++) 這樣也行

         }else
     {
          iter++;
         }
   }

 其中，

map<int, string>::iterator tmpIter = iter; iter++;

dataMap.erase(tmpIter);

這幾句的意思是,先保留要刪除的節點迭代器，再讓iter向下一個有意義的節點，然後刪除節點。

所以這個操作結束後iter指向的是下一個有意義的節點，沒有失效。

其實這三句話可以用在一句話代替，就是dataMap.erase(iter++);

解釋是先讓iter指向下一個有效的節點，但是返回給erase函數的是原來的iter副本。這個可能跟++這個操作的本身語法相關。

但是功能跟上面是一樣的。