C++迭代器失效的幾種情況總結

一、序列式容器(數組式容器)

對於序列式容器(如vector,deque)，序列式容器就是數組式容器，刪除當前的iterator會使后面所有元素的iterator都失效。這是因為vetor,deque使用了連續分配的內存，刪除一個元素導致后面所有的元素會向前移動一個位置。所以不能使用erase(iter++)的方式，還好erase方法可以返回下一個有效的iterator。

for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
   (*it)->doSomething();
   if (shouldDelete(*iter))
      iter = cont.erase(iter);  //erase刪除元素，返回下一個迭代器
   else
      ++iter;
}

迭代器失效：

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;
    }
}

報錯是：vectoriterator not incrementable.

 迭代器在執行++操作時報錯！已經失效的迭代器不能再進行自增運算了。++代碼大致實現如下：

_Myiter operator++(int)
{
    _Myiter _Tmp=*this;
    ++*this;
    return (_Tmp);
}

對於序列式容器，比如vector，刪除當前的iterator會使后面所有元素的iterator都失效。這是因為順序容器內存是連續分配（分配一個數組作為內存），刪除一個元素導致后面所有的元素會向前移動一個位置。（刪除了一個元素，該元素后面的所有元素都要挪位置，所以，iter++，已經指向的是未知內存）。

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

總結：vector是一個順序容器，在內存中是一塊連續的內存，當刪除一個元素后，內存中的數據會發生移動，以保證數據的緊湊。所以刪除一個數據后，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。

所以為了防止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++;
            }
}

這樣刪除后iter指向的元素后，返回的是下一個元素的迭代器，這個迭代器是vector內存調整過后新的有效的迭代器。

 

二、關聯式容器

對於關聯容器(如map, set,multimap,multiset)，刪除當前的iterator，僅僅會使當前的iterator失效，只要在erase時，遞增當前iterator即可。這是因為map之類的容器，使用了紅黑樹來實現，插入、刪除一個結點不會對其他結點造成影響。erase迭代器只是被刪元素的迭代器失效，但是返回值為void，所以要采用erase(iter++)的方式刪除迭代器。

for (iter = cont.begin(); it != cont.end();)
{
   (*iter)->doSomething();
   if (shouldDelete(*iter))
      cont.erase(iter++);
   else
      ++iter;
}

//測試錯誤的Map刪除元素 
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元素內容為："<<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;
    //刪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);    //錯誤 
 
           }
           /* cout<<iter->second<<endl;*/
    }
}

出錯：

解析：dataMap.erase(iter)之后,iter就已經失效了，所以iter無法自增，即iter++就會出bug.解決方案，就是在iter失效之前，先自增。

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元素內容為："<<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++);
                auto a = iter;
 
           }
           else {
               iter ++;
           }
    }
}

解析：dataMap.erase(iter++);這句話分三步走，先把iter傳值到erase里面，然后iter自增，然后執行erase,所以iter在失效前已經自增了。

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范，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系。

所以在map中為了防止迭代器失效，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++;
         }
}

 

三、鏈表式容器

對於鏈表式容器(如list)，刪除當前的iterator，僅僅會使當前的iterator失效，這是因為list之類的容器，使用了鏈表來實現，插入、刪除一個結點不會對其他結點造成影響。只要在erase時，遞增當前iterator即可，並且erase方法可以返回下一個有效的iterator。

方式一:遞增當前iterator

for (iter = cont.begin(); it != cont.end();)
{
   (*iter)->doSomething();
   if (shouldDelete(*iter))
      cont.erase(iter++);
   else
      ++iter;
}

方式二:通過erase獲得下一個有效的iterator

for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
   (*it)->doSomething();
   if (shouldDelete(*iter))
      iter = cont.erase(iter);  //erase刪除元素，返回下一個迭代器
   else
      ++iter;
}

 

四、總結

迭代器失效分三種情況考慮，也是分三種數據結構考慮，分別為數組型，鏈表型，樹型數據結構。

數組型數據結構：該數據結構的元素是分配在連續的內存中，insert和erase操作，都會使得刪除點和插入點之后的元素挪位置，所以，插入點和刪除掉之后的迭代器全部失效，也就是說insert(*iter)(或erase(*iter))，然后在iter++，是沒有意義的。解決方法：erase(*iter)的返回值是下一個有效迭代器的值。 iter =cont.erase(iter);

鏈表型數據結構：對於list型的數據結構，使用了不連續分配的內存，刪除運算使指向刪除位置的迭代器失效，但是不會失效其他迭代器.解決辦法兩種，erase(*iter)會返回下一個有效迭代器的值，或者erase(iter++).

樹形數據結構： 使用紅黑樹來存儲數據，插入不會使得任何迭代器失效；刪除運算使指向刪除位置的迭代器失效，但是不會失效其他迭代器.erase迭代器只是被刪元素的迭代器失效，但是返回值為void，所以要采用erase(iter++)的方式刪除迭代器。

注意：經過erase(iter)之后的迭代器完全失效，該迭代器iter不能參與任何運算，包括iter++,*ite