[C++知识库]C++（22）——容器的迭代器失效问题

前言

我们在之前的学习中已经实现过list和vector的迭代器，那么在面试中经常会有面试官问到有关于迭代器的失效问题，那么为什么迭代器会失效呢？

原因

随着VS版本的迭代，g++版本的迭代，C++标准库容器以及迭代器的源码都有比较大的修改，但是迭代器失效的问题本质归纳起来就两点：

1. 不同容器的迭代器是不能进行比较的
2. 容器的元素进行insert、erase操作后，当前位置到末尾的迭代器 就全部失效了

注意：当容器调用erase或insert方法后，当前位置到容器末尾元素的所有迭代器全部失效，或者扩容操作，申请新空间，迭代器都指向老内存，原来所有迭代器全部失效

因为对于序列式容器(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vector,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(it++)的方式（会指向未知的内存），还好erase方法可以返回下一个有效的iterator。

我们使用STL的vector，模拟一下：

程序运行后，两次终端显示的程序返回码并不是0，而是-572378类似的数字，因此程序并没有正常运行。

那么，遇到这样的问题应该如何解决呢？

答：对插入，删除点的迭代器进行更新操作。
但其实erase方法可以返回当前位置的新的有效的iterator。

于是修改代码如下：

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> vec;
	for (int i = 0;i < 20;++i)
	{
		vec.push_back(rand() % 100 + 1);
	}

	for (int it : vec)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	auto it = vec.begin();
	
	while(it != vec.end())
	{
		if(*it % 2 == 0)
		{
			it = vec.erase(it);
		}//删完就往前挪，不用++
		else
		{
			++it;
		}
	}

	for (;it != vec.end();++it)
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			it = vec.insert(it, *it - 1);/
			++it;//注意这里要++两次，因为当前指向的是插入的元素，再++才会指向上一轮的那个元素，再++才会继续做判断
		}
	}
	for (int it : vec)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

因此我们在使用迭代器时，如果对容器内部进行插入和删除操作时，我们一定要记得对迭代器进行更新。
学会了解决的方法，我们再来深究一下其底层实现的原理：以insert为例，以自定义vector为例，看一下它的实现方式：

iterator insert(iterator it,const T &val)
{
//不考虑扩容，不考虑it._ptr的合法性
	verify(it._ptr - 1, _last);
	T* p = it._ptr;
	while (p < _last - 1)
	{
		_allocator.destroy(p);
		_allocator.construct(p, *(p - 1));
		p++; 
	}
	_allocator.destroy(p);
	_last--;
	return iterator(this, it._ptr);
}