C++迭代器失效详解与安全删除示例
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更新于2024-08-30
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"C++迭代器失效相关知识汇总"
在C++编程中,迭代器是访问容器内元素的重要工具,但不正确地使用迭代器可能导致其失效,从而引发运行时错误。以下是对C++中迭代器失效情况的详细分析:
1. **删除元素导致失效**
- 当从序列式容器(如`std::vector`或`std::deque`)中删除一个元素时,所有后续的迭代器都会失效。这是因为这些容器内部存储元素的方式是连续的内存空间,删除元素会导致后面的元素前移。
- 在循环中删除元素时,应避免使用`erase(iter++)`。这样会先递增迭代器,然后尝试删除已移动过的迭代器指向的位置,这将导致迭代器失效。正确做法是使用`iter = container.erase(iter)`,这会返回下一个有效的迭代器。
```cpp
for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
(*it)->doSomething();
if (shouldDelete(*iter))
iter = cont.erase(iter); // 正确删除元素的方式
else
++iter;
}
```
2. **插入元素也可能导致失效**
- 在序列式容器的某个位置插入元素时,所有位于插入点之后的迭代器都可能失效。插入操作会改变容器的大小和元素布局。
- 对于`std::list`这样的链表容器,插入元素不会影响到之前存在的迭代器。
3. **容器大小变化**
- 如果容器自身的大小发生变化(例如,`resize()`、`reserve()`等),这可能会使迭代器失效,尤其是如果新大小小于当前大小时。
- `push_back()`、`pop_back()`在`std::vector`末尾操作通常不会使迭代器失效,但`push_front()`、`pop_front()`在`std::deque`或`std::list`中会。
4. **迭代器越界**
- 试图访问超出容器边界的迭代器会导致未定义行为,迭代器必须保持在容器的有效范围内。
5. **容器销毁**
- 当容器被销毁或清空时,所有相关的迭代器都将失效。
6. **赋值和交换**
- 容器之间的赋值或交换操作会破坏原有的迭代器,因为它们涉及到内存的重新分配。
7. **容器拷贝**
- 拷贝一个容器不会影响原始容器的迭代器,但新容器的迭代器是独立的,修改其中一个容器不会影响另一个的迭代器。
了解这些失效情况后,程序员可以更好地编写安全的C++代码,特别是在处理容器和迭代器交互时。确保正确管理迭代器,遵循最佳实践,如使用`erase(iter)`返回的新迭代器,以及在迭代过程中谨慎插入或删除元素,是防止迭代器失效的关键。
2021-01-20 上传
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2020-08-31 上传
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