C++ Primer：vector删除元素时迭代器失效问题

淩亂°似流年 2023-05-28 06:45 6阅读 0赞

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**提示：以下所有程序是使用MinGW编译运行的。若使用VS的MSVC运行，程序会报错，因为MSVC无法解引用失效迭代器或尾后迭代器。**

--------------------

# 1. 删除尾元素 #

#include <iostream>
    #include <vector>
    using namespace std;
    //输出
    void show(vector<int> &v);
    //迭代器
    vector<int>::iterator i1, i2, i3, i4;
    
    int main()
    {
        vector<int> vi{1, 2, 3};
        //迭代器
        i1 = vi.begin();
        i2 = vi.begin() + 1;
        i3 = vi.begin() + 2;
        i4 = vi.end();
        //输出
        show(vi);
        //在末尾删除
        vi.pop_back();
        //输出
        show(vi);
        return 0;
    }
    
    void show(vector<int> &v)
    {
        cout << "vector:   ";
        for (auto &a : v)
        {
            cout << a << "(" << &a << ")"
                 << "\t";
        }
    
        cout << "\ni1~i4:    ";
        for (auto a = i1; a != i4; ++a)
        {
            cout << *a << "\t\t";
        }
    
        cout << "\niterate:  ";
        cout << *i1 << "(" << &(*i1) << ")"
             << "\t";
        cout << *i2 << "(" << &(*i2) << ")"
             << "\t";
        cout << *i3 << "(" << &(*i3) << ")"
             << "\t";
        cout << *i4 << "(" << &(*i4) << ")"
             << "\t"; //解引用尾后迭代器的行为是未定义的
    
        cout << endl
             << endl;
    }

![运行结果][format_png_pic_center]

![删除元素前后比较][format_png_pic_center 1]

分析：

1.  删除尾元素后，vector只剩2个元素，但从i1遍历到i4时依然读出3个元素，说明i3和i4已失效。
2.  删除元素前i3指向vi的第3个元素，删除元素后i3指向vi的尾后元素，也说明i3已失效。
3.  删除元素前i4指向vi的尾后元素，删除元素后i3指向未知内存区域，也说明i4已失效。

# 2. 删除中间元素 #

#include <iostream>
    #include <vector>
    using namespace std;
    //输出
    void show(vector<int> &v);
    //迭代器
    vector<int>::iterator i1, i2, i3, i4;
    
    int main()
    {
         vector<int> vi{1, 2, 3};
         //迭代器
         i1 = vi.begin();
         i2 = vi.begin() + 1;
         i3 = vi.begin() + 2;
         i4 = vi.end();
         //输出
         show(vi);
         //删除第2个元素
         vi.erase(i2);
         //输出
         show(vi);
         return 0;
    }
    
    void show(vector<int> &v)
    {
         cout << "vector:   ";
         for (auto &a : v)
         {
              cout << a << "(" << &a << ")"
                   << "\t";
         }
    
         cout << "\ni1~i4:    ";
         for (auto a = i1; a != i4; ++a)
         {
              cout << *a << "\t\t";
         }
    
         cout << "\niterate:  ";
         cout << *i1 << "(" << &(*i1) << ")"
              << "\t";
         cout << *i2 << "(" << &(*i2) << ")"
              << "\t";
         cout << *i3 << "(" << &(*i3) << ")"
              << "\t";
         cout << *i4 << "(" << &(*i4) << ")" //解引用尾后迭代器的行为是未定义的
              << "\t";
         cout << endl
              << endl;
    }

![运行结果][format_png_pic_center 2]

![删除元素前后比较][format_png_pic_center 3]

分析：

1.  删除尾元素后，vector只剩2个元素，但从i1遍历到i4时依然读出3个元素，说明i3和i4已失效。
2.  删除元素前后，\*i2从2变成3，说明i2已失效。

# 3. 删除首元素 #

#include <iostream>
    #include <vector>
    using namespace std;
    //输出
    void show(vector<int> &v);
    //迭代器
    vector<int>::iterator i1, i2, i3, i4;
    
    int main()
    {
         vector<int> vi{1, 2, 3};
         //迭代器
         i1 = vi.begin();
         i2 = vi.begin() + 1;
         i3 = vi.begin() + 2;
         i4 = vi.end();
         //输出
         show(vi);
         //删除第1个元素
         vi.erase(i1);
         //输出
         show(vi);
    
         return 0;
    }
    
    void show(vector<int> &v)
    {
         cout << "vector:   ";
         for (auto &a : v)
         {
              cout << a << "(" << &a << ")"
                   << "\t";
         }
    
         cout << "\ni1~i4:    ";
         for (auto a = i1; a != i4; ++a)
         {
              cout << *a << "\t\t";
         }
    
         cout << "\niterate:  ";
         cout << *i1 << "(" << &(*i1) << ")"
              << "\t";
         cout << *i2 << "(" << &(*i2) << ")"
              << "\t";
         cout << *i3 << "(" << &(*i3) << ")"
              << "\t";
         cout << *i4 << "(" << &(*i4) << ")" //解引用尾后迭代器的行为是未定义的
              << "\t";
         cout << endl
              << endl;
    }

![运行结果][format_png_pic_center 4]

![删除元素前后比较][format_png_pic_center 5]

分析：

1.  删除尾元素后，vector只剩2个元素，但从i1遍历到i4时依然读出3个元素，说明i3和i4已失效。
2.  删除元素前后，\*i2从2变成3，说明i2已失效。
3.  删除元素前后，\*i1从1变成2，说明i1已失效。

# 4. 总结 #

1.  在vector删除元素时，若迭代器指向删除元素之前的元素，则该迭代器仍有效。若迭代器指向被删元素及其之后的元素，则该迭代器将会失效。
2.  在添加、删除、修改元素时，尽量直接使用begin()和end()，或者使用insert()和erase()更新相应的迭代器，避免使用迭代器的中间量。

vector<int> vi;
    //i保存的是vi的迭代器，有时操作后（如添加元素，删除元素）不确定i是否有效
    auto i=vi.begin()+n;
    vi.erase(i);
    //尽量直接使用begin()和end()，避免使用中间量i
    vi.erase(vi.begin()+n);
    //下面的表达式更好，因为它会自动更新i
    i=vi.erase(i);

[format_png_pic_center]: /images/20230528/731af62955094b589ad6df873d038b75.png
[format_png_pic_center 1]: /images/20230528/2788858591f84e9e9853a0b426b83595.png
[format_png_pic_center 2]: /images/20230528/de6c2d0b629d4f28921ecab121ad65df.png
[format_png_pic_center 3]: /images/20230528/8cb2f15e1cb24c8cb5a8055214e5da53.png
[format_png_pic_center 4]: /images/20230528/021302b451da450db803e0245466ea16.png
[format_png_pic_center 5]: /images/20230528/06c8b5ba8fd043e987cbf9b894109bf4.png

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