C++ STL容器迭代器失效

最新推荐文章于 2025-07-10 00:36:47 发布

hyman_yx

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分类专栏： C++ 文章标签： C++ STL 迭代器失效

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hyman_yx/article/details/51982488

本文介绍了C++ STL容器中迭代器失效的原因和规则，详细解析了vector、deque、list、set和map在插入和删除操作时如何影响迭代器的有效性。理解这些原理对于避免迭代器错误至关重要。

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迭代器是封装了指针、重载了 -> 、* 、++等操作符的类模板，具有类似指针的行为。迭代器的设计是对数据结构的泛化，使不同容器具有相同的访问方式，让代码不必依赖于特定的数据结构。指针也可以狭义的理解为迭代器。

在C++中经常使用迭代器对STL容器进行操作，但很多同学没怎么关注过迭代器失效的问题。迭代器失效，指迭代器指向错误的元素或无效的内存地址。要理解迭代器失效，首先要知道为什么会造成迭代器失效。不同容器内部数据结构不一样，插入、删除容器中元素的操作会导致内部数据结构内存布局的改变，那么就可能引起迭代器失效。所以理解迭代器失效，首先要了解容器的内部数据结构、以及该容器存储新元素和删除旧元素时的内存状态。

容器类型

根据容器内部的数据结构，我们可以将容器简单分为：

标准STL序列容器：vector、string、dequeue、list
标准STL关联容器：set、multiset、map、multimap

迭代器失效原则

vector

内部数据结构：数组(一段连续内存空间)
插入操作：
1. 插入(push_back/insert)操作在vector中加入新的元素，但vector中元素总数仍不大于capacity，这时插入位置后的元素都被依次移动到下一个位置，所以插入位置之后的迭代器都会失效。
2. 插入(push_back/insert)操作在vector中加入新的元素，但vector中元素总数大于capacity，这个时候会重新开辟更大的内存空间，将原来的vector中的内容复制到新的vector中，回收原先vector的内存空间。由于新的vector的地址已完全改变，所以原先的所有迭代器都会失效。
删除操作：删除(pop_ba