c++关于顺序容器指针迭代器失效问题

最新推荐文章于 2025-01-09 18:05:54 发布

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本文深入解析了C++中容器操作时迭代器、指针和引用的失效机制，通过实例展示了在容器容量调整前后，迭代器、指针和引用的有效范围和生命周期。着重探讨了在容器容量不足时进行插入操作导致的迭代器失效问题，并通过代码分析了这一现象背后的原理。

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当vector或者是string容器被重新分配的时候，则原来指向容器元素的指针、引用或者是迭代器失效。

但是如果存储空间未重新分配，即当容器vec中有vec.capacity()>vec.size()时候，指向插入位置之前的元素的迭代器、指针和引用仍然有用，但是指向插入位置之后的任何位置的迭代器、指针和引用都会失效。

下面将用程序分析：

[cpp]view plaincopyprint? 
   
 #include<vector>  
 #include<iostream>  
 using namespace std;  
 int main()  
 {  
     vector<int> sb(3);  
         cout<<"capacity="<<sb.capacity()<<endl<<endl;  
     sb.reserve(5);  
     int ssd=0;  
     for(vector<int>::iterator it=sb.begin();it!=sb.end();++it)  
         *it=ssd++;  
     vector<int>::iterator iter=sb.begin(),mid=sb.begin()+sb.size()/2;  
     cout<<"capacity="<<sb.capacity()<<endl<<endl;  
     int k=11;  
     while(iter!=mid)  
     {  
             if(*iter!=-7)  
             //iter=sb.begin();  
         //  sb.insert(iter,16);  
           sb.insert(iter,k);  
                 for(vector<int>::iterator it=sb.begin();it!=sb.end();++it)  
                cout<<*it<<"\t";  
                cout<<endl;  
                k++;  
         //  cout<<"\nmid="<<*mid<<"\titer="<<*iter<<endl;  
     }  
       
     return 0;  
 }   

程序运行结果：

程序在编译的时候是没有错误的，但是在运行一段之后就开始报错。

首先对原来capacity为3的vector，用

[cpp]view plaincopyprint? 
   
 reserve();  

函数将其capacity改为5.。

然后再vector头插入元素，当capacity（）小于5时候都不会报错，这个很容易理解。

而是在我们插入第七个元素的时候报错，是因为我们在capacity为5时候其迭代器iter还是可用的，所以插入第六个元素还是正确。之后由于元素值大于了capacity所以要重新分配，使得迭代器失效。程序报错。

下面我们看看后面的插入元素的之后的迭代器是怎么失效的

[cpp]view plaincopyprint? 
   
 #include<vector>  
 #include<iostream>  
 using namespace std;  
 int main()  
 {  
     vector<int> sb(3);  
         cout<<"capacity="<<sb.capacity()<<endl<<endl;  
     sb.reserve(5);  
     int ssd=0;  
     for(vector<int>::iterator it=sb.begin();it!=sb.end();++it)  
         *it=ssd++;  
     vector<int>::iterator iter=sb.begin(),mid=sb.begin()+sb.size()/2,iter_end=sb.end()-1;  
       
                  
     cout<<"capacity="<<sb.capacity()<<endl<<endl;  
     for(vector<int>::iterator it=sb.begin();it!=sb.end();++it)  
                cout<<*it<<"\t";  
                cout<<"\nend="<<*iter_end<<endl;  
     int k=11;  
     while(iter!=mid)  
     {  
             if(*iter!=-7)  
             //iter=sb.begin();  
         //  sb.insert(iter,16);  
           sb.insert(iter,k);  
                 for(vector<int>::iterator it=sb.begin();it!=sb.end();++it)  
                cout<<*it<<"\t";  
                cout<<endl;  
                k++;  
                  
                  
                cout<<"end="<<*iter_end<<endl;  
                  
                  
                  
         //  cout<<"\nmid="<<*mid<<"\titer="<<*iter<<endl;  
     }  
       
     return 0;  
 }   

修改程序之后我们加入语句

[cpp]view plaincopyprint? 
   
 cout<<"end="<<*iter_end<<endl;  

用来输出最后一个元素。

程序运行结果

我们可以看到原来的最后一个元素应该是2.

在没有插入元素时候是正确的。

但在插入元素之后iter_end指的位置还是离初始位置三个元素的距离而不是最后的元素。

当最后一次重新分配的内存之后，原来迭代器所指的位置被释放了之后，得到的数值就是一个乱码值。

当删除元素的时候刚好相反，即在删除元素之前的指针迭代器有效。因为删除元素不存在capacity<size.而出现的重新分配问题

FROM: http://blog.youkuaiyun.com/zhouyelihua/article/details/44197947