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C/C++迭代器的失效問(wèn)題詳解

更新時(shí)間：2022年03月27日 16:07:26 作者：貧僧愛(ài)用飄柔

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C/C++迭代器的失效問(wèn)題，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來(lái)幫助

前言

我今天在使用迭代器時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題就是我在使用的迭代器時(shí)發(fā)現(xiàn)莫名其妙的有越界訪問(wèn)和獲取的位置跟預(yù)期不符，經(jīng)過(guò)一天的排查我發(fā)現(xiàn)不是所有情況下會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題，而是在容器刪除和擴(kuò)容時(shí)會(huì)發(fā)生越界或結(jié)果和預(yù)期不符的情況。

下面是我今天做的一些代碼測(cè)試：

Text1

該函數(shù)的功能是把數(shù)組里面的所有偶數(shù)刪除，遍歷方式使用的是迭代器。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
 {
 	vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	auto it = v.begin();
 	while (it != v.end()) 
 	{
 		if (!(*it % 2)) 
		{
			v.erase(it);
 		}
		++it; 
	}

	return 0;
 }

當(dāng)我運(yùn)行起來(lái)時(shí)發(fā)現(xiàn)有越界訪問(wèn)和結(jié)果不符合預(yù)期這兩種情況。

我們接著往下看下一個(gè)出問(wèn)題的測(cè)試代碼：

Test2

該函數(shù)的功能是想改變指定位置為30

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(void)
{
 	vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5 };
  	auto pos =find(v.begin(), v.end(), 3);
   	v.reserve(100);
    *pos = 30;
 	return 0;
}

當(dāng)該程序運(yùn)行起來(lái)我發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了越界問(wèn)題！

上面的問(wèn)題我思考了許久都沒(méi)想明白于是我開(kāi)始去網(wǎng)找答案我找了一天看了數(shù)篇文章，終于解開(kāi)困擾我多天的問(wèn)題出現(xiàn)上述情況是因?yàn)?strong>迭代器失效了??！! 。

迭代器失效

迭代器失效并不是說(shuō)迭代器就是完全失效而是會(huì)出現(xiàn)以下兩種情況：

1.迭代器的意義變了

2.迭代器完全失效

情況1是指迭代器沒(méi)完全失效只是它表示的意義和原來(lái)的意思不同了，如果不做處理的話會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行結(jié)果會(huì)預(yù)期有偏差。如出現(xiàn)Test1那樣的結(jié)果本來(lái)是想把所有偶數(shù)刪掉結(jié)果迭代器失效了導(dǎo)致部分沒(méi)刪掉且還有越界訪問(wèn)風(fēng)險(xiǎn)。

那么，這種問(wèn)題有什么較好的解決方案呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單我們每次進(jìn)行操作的時(shí)候都要更新下迭代器坐標(biāo)即可

Test1修改后

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
 {
 	vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	auto it = v.begin();
 	while (it != v.end()) 
 	{
 		if (!(*it % 2)) 
		{
            //由于刪除導(dǎo)致迭代器失效，所以我們重新更新下迭代器即可
			it = v.erase(it);
 		}
		else
        {
            //當(dāng)?shù)鞑皇桥紨?shù)是才移動(dòng)，如果所有情況都迭代的話會(huì)導(dǎo)致迭代器失效
			++it; 
        }
	}

	return 0;
 }

情況2是指迭代器完全不能用了，如果還堅(jiān)持使用會(huì)發(fā)生越界訪問(wèn)，因?yàn)榇藭r(shí)的迭代器已經(jīng)是一個(gè)野指針了迭代器的底層都是一個(gè)指針來(lái)維護(hù)的，當(dāng)?shù)魍耆б馕吨摰鞒蔀榱艘爸羔槨?/p>

而Test2 是想修改指定位置的值，但是在修改前發(fā)生了一次擴(kuò)容而該擴(kuò)容就是導(dǎo)致迭代器失效的罪魁禍?zhǔn)?，因?yàn)榘l(fā)生擴(kuò)容的話原來(lái)的空間會(huì)被丟棄重新開(kāi)辟一段內(nèi)存來(lái)使用，而迭代器的底層是一個(gè)指針，它還指向之前的內(nèi)存而該內(nèi)存因?yàn)楸会尫帕怂晕覀儧](méi)有了使用權(quán)此時(shí)的迭代器也就成為了野指針。

那么，這種問(wèn)題如何解決呢？其實(shí)和上一個(gè)問(wèn)題的解決方案一樣，當(dāng)?shù)骺赡軙?huì)發(fā)生變化時(shí)我們需要對(duì)迭代器進(jìn)行一個(gè)更新確保它是有效的迭代器。

Test2修改后

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(void)
{
 	vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5 };
  	auto pos =find(v.begin(), v.end(), 3);
  	//擴(kuò)容導(dǎo)致迭代器成為野指針
   	v.reserve(100);
   	//這時(shí)如果還想更改指定位置的值，那么我們需要進(jìn)行一個(gè)迭代器的更新
  	pos =find(v.begin(), v.end(), 3);
    *pos = 30;
 	return 0;
}