c++迭代器失效的情况汇总

一、序列式容器(数组式容器)

对于序列式容器(如vector,deque)，序列式容器就是数组式容器，删除当前的iterator会使后面所有元素的iterator都失效。这是因为vetor,deque使用了连续分配的内存，删除一个元素导致后面所有的元素会向前移动一个位置。所以不能使用erase(iter++)的方式，还好erase方法可以返回下一个有效的iterator。

for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
  (*it)->doSomething();
  if (shouldDelete(*iter))
   iter = cont.erase(iter); //erase删除元素，返回下一个迭代器
  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;
  }
}

报错是：vectoriterator not incrementable.

迭代器在执行++操作时报错！已经失效的迭代器不能再进行自增运算了。++代码大致实现如下：

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

对于序列式容器，比如vector，删除当前的iterator会使后面所有元素的iterator都失效。这是因为顺序容器内存是连续分配（分配一个数组作为内存），删除一个元素导致后面所有的元素会向前移动一个位置。（删除了一个元素，该元素后面的所有元素都要挪位置，所以，iter++，已经指向的是未知内存）。

但是erase方法可以返回下一个有效的iterator。所以代码做如下修改，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;
  }
}

总结：vector是一个顺序容器，在内存中是一块连续的内存，当删除一个元素后，内存中的数据会发生移动，以保证数据的紧凑。所以删除一个数据后，其他数据的地址发生了变化，之前获取的迭代器根据原有的信息就访问不到正确的数据。

所以为了防止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的返回值是删除元素下一个元素的迭代器
      else{
        iter++;
      }
}

这样删除后iter指向的元素后，返回的是下一个元素的迭代器，这个迭代器是vector内存调整过后新的有效的迭代器。

二、关联式容器

对于关联容器(如map, set,multimap,multiset)，删除当前的iterator，仅仅会使当前的iterator失效，只要在erase时，递增当前iterator即可。这是因为map之类的容器，使用了红黑树来实现，插入、删除一个结点不会对其他结点造成影响。erase迭代器只是被删元素的迭代器失效，但是返回值为void，所以要采用erase(iter++)的方式删除迭代器。

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

//测试错误的Map删除元素
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元素内容为："<<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<<"内容开始删除："<<endl;
  //删除操作引发迭代器失效
  for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end();iter++)
  {
      int nKey = iter->first;
      string strValue = iter->second;

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

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

出错：

解析：dataMap.erase(iter)之后,iter就已经失效了，所以iter无法自增，即iter++就会出bug.解决方案，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元素内容为："<<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<<"内容开始删除："<<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++);这句话分三步走，先把iter传值到erase里面，然后iter自增，然后执行erase,所以iter在失效前已经自增了。

map是关联容器，以红黑树或者平衡二叉树组织数据，虽然删除了一个元素，整棵树也会调整，以符合红黑树或者二叉树的规范，但是单个节点在内存中的地址没有变化，变化的是各节点之间的指向关系。

所以在map中为了防止迭代器失效，在有删除操作时，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++) 这样也行

     }else
   {
     iter++;
     }
}

三、链表式容器

对于链表式容器(如list)，删除当前的iterator，仅仅会使当前的iterator失效，这是因为list之类的容器，使用了链表来实现，插入、删除一个结点不会对其他结点造成影响。只要在erase时，递增当前iterator即可，并且erase方法可以返回下一个有效的iterator。

方式一:递增当前iterator

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

方式二:通过erase获得下一个有效的iterator

for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
  (*it)->doSomething();
  if (shouldDelete(*iter))
   iter = cont.erase(iter); //erase删除元素，返回下一个迭代器
  else
   ++iter;
}

四、总结

迭代器失效分三种情况考虑，也是分三种数据结构考虑，分别为数组型，链表型，树型数据结构。

数组型数据结构：该数据结构的元素是分配在连续的内存中，insert和erase操作，都会使得删除点和插入点之后的元素挪位置，所以，插入点和删除掉之后的迭代器全部失效，也就是说insert(*iter)(或erase(*iter))，然后在iter++，是没有意义的。解决方法：erase(*iter)的返回值是下一个有效迭代器的值。 iter =cont.erase(iter);

链表型数据结构：对于list型的数据结构，使用了不连续分配的内存，删除运算使指向删除位置的迭代器失效，但是不会失效其他迭代器.解决办法两种，erase(*iter)会返回下一个有效迭代器的值，或者erase(iter++).

树形数据结构：使用红黑树来存储数据，插入不会使得任何迭代器失效；删除运算使指向删除位置的迭代器失效，但是不会失效其他迭代器.erase迭代器只是被删元素的迭代器失效，但是返回值为void，所以要采用erase(iter++)的方式删除迭代器。

注意：经过erase(iter)之后的迭代器完全失效，该迭代器iter不能参与任何运算，包括iter++,*ite

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