迭代器的使用

先看下面的例子：

vector 的元素刪除

話頭從 container 的元素刪除說起。jyhuang 觀察到「如果 vector 或 list
的最後一個元素符合刪除條件，程式會有問題」。他給我這樣一個片段：

template <typename T>
void print_elements(T elem) { cout << elem << " "; }

void (*pfi)(int) = print_elements; // 函式指標，做為 function object 用
...
int ia[7] = {0,1,2,3,4,5,6};
vector<int> ivec(ia, ia+7);
for_each(ivec.begin(), ivec.end(), pfi); // 0 1 2 3 4 5 6

for (vector<int>::iterator it = ivec.begin(); it != ivec.end(); it++) {
  if (*it % 2) // 把奇數去掉
    ivec.erase(it);
}
for_each(ivec.begin(), ivec.end(), pfi); // 0 2 4 6 正確！


如果把 array 和 vector 的初值改為：

int ia[8] = {0,1,2,3,4,5,6,7};
vector<int> ivec(ia, ia+8);

則上述程式會當掉。


●I don't think so...

我不相信 STL 會有這麼差勁的表現。所以多做了幾次測試如下。

(1) 把 array 和 vector 的初值改為：

int ia[7] = {0,1,2,3,4,5,7};
vector<int> ivec(ia, ia+7);

程式結果為 0 2 4 7。結果不對，但不會當掉。

(2) 把 array 和 vector 的初值改為：

int ia[7] = {0,1,3,5,7,9,7};
vector<int> ivec(ia, ia+7);

程式結果為 0 3 7 7。錯得離譜，但不會當掉。

(3) 把 array 和 vector 的初值改為：

int ia[7] = {0,2,4,6,0,4,7};
vector<int> ivec(ia, ia+7);

程式執行時會當掉。


我於是多做了一些觀察，然後知道，上述這些動作根本上是完全
不對的。第一個 sample 之執行結果正確，完全是湊巧。

問題不在「最後一個元素是否符合刪除條件」，而在對 iterator
特性的認識。當我們做了 ivec.erase(it) 動作，vector 便動態
減縮了一個元素（邏輯上，後繼元素向前遞補），而 it 不變。
之後 for 迴圈的第三部份述句要求 it++，造成 it 跳過了一個元素...。

看實例：

(1) 初值為 {0,1,2,3,4,5,6}

第一次迭代，發現是偶數： ★ 以下以 e 表示 end()
0 1 2 3 4 5 6 e
^
第二次迭代，發現是奇數：
0 1 2 3 4 5 6 e
  ^
於是將  '1'  刪除，vector 變成：
0 2 3 4 5 6 e
  ^
第三次迭代，發現是奇數（這時已發生錯誤，因為 '2' 被跳過，沒有檢查）：
0 2 3 4 5 6 e
    ^
於是將 '3' 刪除，vector 變成：
0 2 4 5 6 e
    ^
第四次迭代，發現是奇數（這時已發生錯誤，因為 '4' 被跳過，沒有檢查）：
0 2 4 5 6 e
      ^
於是將 '5' 刪除，vector 變成：
0 2 4 6 e
      ^
第五次迭代，發現 it == vec.end()，於是跳離迴圈：
0 2 4 6 e
        ^
此時 vector 剩餘 0 2 4 6，陰錯陽差地與正確結果吻合。


(2) 初值為 {0,2,4,6,0,4,7}

第一次迭代，發現是偶數： ★ 以下以 e 表示 end()
0 2 4 6 0 4 7 e
^
第二次迭代，發現是偶數：
0 2 4 6 0 4 7 e
  ^
第三次迭代，發現是偶數：
0 2 4 6 0 4 7 e
    ^
第四次迭代，發現是偶數：
0 2 4 6 0 4 7 e
      ^
第五次迭代，發現是偶數：
0 2 4 6 0 4 7 e
        ^
第六次迭代，發現是偶數：
0 2 4 6 0 4 7 e
          ^
第七次迭代，發現是奇數：
0 2 4 6 0 4 7 e
            ^
於是將 '7' 刪除，vector 變成：
0 2 4 6 0 4 e
            ^
第八次迭代，it 越過了 end()，造成越界錯誤。迴圈何時結束，未可知也：
0 2 4 6 0 4 e ? ? ? ? ? ?
              ^

我的結論：

iterator 只適用於在「不更動 container 佈局」的條件下，對 container 做巡訪動作。否則，對 iterator 的取值行為，直觀下極易誤用。

原创网址：http://jjhou.boolan.com/