_stl_deque中Iterator机制

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#iterator #deque #cpp

本文探讨了STL deque容器中迭代器的具体实现机制。详细介绍了deque如何通过map_pointer保存各块指针以支持高效前后插入操作，以及迭代器内部维护的指针结构。特别指出在deque扩容时迭代器可能失效的问题。
_stl_deque中Iterator实现机制

Note:deque方便进行前增和后增，但是修改效率极低！如果要实现排序或其它操作，最好先复制到其它容器操作后再复制回

类中定义了typedef T** map_pointer,作为中继器，起到类似于块表的作用，保存指向各个分开存储的块的指针;

Iterator中定义了成员函数map_pointer,cur_pointer,first_pointer,last_pointer分别对应所在deque中map_pointer的node,当前指向的指针，当前node的最前最后指针;


deque中map在初始时分配了一定的空间，当容量不够时，会reallocate空间，并将原来存储的内容copy到新的地址；注意此时，如果之前有Iterator对象，那么这些Iterator中的map_pointer的值仍然为原map的地址，没有改变，所以在map进行reallocate之后均会失效！


P.S.：cppreference 中 deque::insert 的说明：All iterators, including the past-the-end iterator, are invalidated. References are invalidated too, unless pos == begin() or pos == end(), in which case they are not invalidated.



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midle110
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iterator not dereferencable问题
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STL中deque 解析
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xxxx iterator not dereferencable问题
zj
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最近老出现这个问题，基本就是因为访问了空的位置（迭代器位置错误） 下面两种形式记得选择第一种！！！ while(it != a.end() && *it < item){ ++it; while(*it < item && it != a.end()){ ++it; ...
STL容器之deque
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deque ： 随机访问方便，即支持[ ] 操作符和vector.at() ，但性能没有vector 好； 可以在内部进行插入和删除操作，但性能不及list ； 可以在两端进行push 、pop ； 相对于verctor 占用更多的内存。 双向队列和向量很相似，但是它允许在容器头部快速插入和删除（就像在尾部一样）。 五个构造函数： deque();//创建一个空双向队列
[C++杂记] map/set iterator not dereferencable异常
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C++ Deque容器与迭代器
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C++ Deque容器与迭代器 开发工具与关键技术：Visual Studio、C++ 作者：张国军 撰写时间：2019年07月08日 deque.begin();返回容器中第一个元素的迭代器。 deque.end();返回容器中最后一个元素之后的迭代器。 deque.rbegin();返回容器中倒数第一个元素的迭代器。 deque.rend();返回容器中倒数最后一个元素之后的迭代器 例子： ...
分析这段崩溃的原因std::_Deque_iterator<esw::SingleProcessedData, esw::SingleProcessedData&, esw::SingleProcessedData*>::_M_set_node ( __new_node=<optimized out>, this=<optimized out>) at /usr/gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/aarch64-linux-gnu/include/c++/7.3.1/bits/stl_deque.h:257 #1 std::_Deque_iterator<esw::SingleProcessedData, esw::SingleProcessedData&, esw::SingleProcessedData*>::operator+= (__n=10, this=<synthetic pointer>) at /usr/gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/aarch64-linux-gnu/include/c++/7.3.1/bits/stl_deque.h:219
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### std::deque 迭代器崩溃分析（STL deque.h 行 257 和 219） 在 C++ STL 中，`std::deque` 是一种双端队列容器，支持在两端高效插入和删除元素，并提供随机访问迭代器。然而，`std::deque` 的内部实现方式与 `std::vector` 不同，它由多个固定大小的块（buffer）组成，而不是连续的内存块。这种实现方式可能导致迭代器失效问题，尤其是在修改容器结构时。 #### 崩溃原因分析 ##### 1. **迭代器失效（Iterator Invalidation）** `std::deque` 的迭代器在以下情况下可能失效： - **在 `push_front` 或 `push_back` 操作后**，如果导致新的缓冲区被分配，可能会导致所有迭代器失效。 - **在 `pop_front` 或 `pop_back` 操作后**，只会使指向被删除元素的迭代器失效，而不会影响其他元素的迭代器。 - **在 `insert`、`erase` 或 `resize` 操作后**，可能导致部分或全部迭代器失效，具体取决于操作的位置和影响范围。 行 257 和 219 通常出现在 `deque.h` 的迭代器操作中，例如 `operator*`、`operator->`、`operator++` 等。这些崩溃通常是因为访问了已失效的迭代器，或者迭代器所指向的缓冲区已被释放。 ##### 2. **多线程竞争条件（Race Condition）** 如果多个线程同时对 `std::deque` 进行修改（如 `push_back`、`push_front`、`erase` 等），而没有适当的同步机制，则可能导致迭代器状态不一致，从而引发崩溃。 ##### 3. **使用未初始化或悬空的迭代器** 在容器被销毁或重新分配内存后，仍然使用旧的迭代器会导致未定义行为。例如： ```cpp std::deque<int> dq = {1, 2, 3}; auto it = dq.begin(); dq.push_front(0); // 可能导致迭代器 it 失效 *it; // 崩溃：访问失效的迭代器 ``` #### 崩溃日志分析建议 1. **检查崩溃地址和调用栈** - 查看崩溃发生在 `deque.h` 的哪一行（如 257 或 219），通常这些行涉及迭代器的解引用或递增操作。 - 分析调用栈，确认是哪个操作（如 `begin()`、`end()`、`operator++`）导致了崩溃。 2. **检查迭代器生命周期** - 确保迭代器在容器修改后仍然有效。 - 避免在容器修改后继续使用旧的迭代器。 3. **检查线程安全** - 如果 `std::deque` 被多个线程共享，确保有适当的锁机制（如 `std::mutex`）来保护访问。 4. **使用调试工具** - 使用 AddressSanitizer 或 Valgrind 检测内存访问错误。 - 使用 GDB 查看崩溃时的寄存器状态和内存内容。 #### 示例代码：安全使用 `std::deque` 迭代器 ```cpp #include <deque> #include <iostream> int main() { std::deque<int> dq = {1, 2, 3, 4, 5}; // 安全使用迭代器 for (auto it = dq.begin(); it != dq.end(); ++it) { if (*it == 3) { // 在 erase 后更新迭代器 it = dq.erase(it); if (it == dq.end()) break; // 避免越界 } } for (int val : dq) { std::cout << val << " "; } return 0; } ```
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