【C++ STL】迭代器失效的几种情况总结
迭代器的失效问题：对容器的操作影响了元素的存放位置，称为迭代器失效。
失效情况：
- 当容器调用
erase()方法后，当前位置到容器末尾元素的所有迭代器全部失效。 - 当容器调用
insert()方法后，当前位置到容器末尾元素的所有迭代器全部失效。 - 如果容器扩容，在其他地方重新又开辟了一块内存。原来容器底层的内存上所保存的迭代器全都失效了。
一、序列式容器
序列式容器（如 vector, deque）的迭代器失效示例如下：
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main() {
vector<int> q{ 1,2,3,4,5,6 };
// 在这里想把大于2的元素都删除
for (auto it = q.begin(); it != q.end(); it++) {
if (*it > 2)
q.erase(it); // 这里就会发生迭代器失效
}
// 打印结果
for (auto it = q.begin(); it != q.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
使用 VS2019 运行什么也没打印就退出了进程。调试发现在 vector 源码内的_Vector_const_iterator& operator++()引发了异常：读取访问权限冲突，表明迭代器在执行++操作时报错，因为已经失效的迭代器不能再进行自增运算了。
迭代器失效的原因是：因为 vetor、deque 使用了连续分配的内存，erase操作删除一个元素导致后面所有的元素都会向前移动一个位置，这些元素的地址发生了变化，所以当前位置到容器末尾元素的所有迭代器全部失效。
解决方法是利用erase方法可以返回下一个有效的 iterator，所以代码做如下修改即可：
// 在这里想把大于2的元素都删除
for(auto it=q.begin();it!=q.end();)
{
if(*it>2)
{
it=q.erase(it); // 这里会返回指向下一个元素的迭代器，因此不需要再自加了
}
else
{
it++;
}
}
二、链表式容器
对于链表式容器(如 list)，删除当前的 iterator，仅仅会使当前的 iterator 失效，这是因为 list 之类的容器，使用了链表来实现，插入、删除一个结点不会对其他结点造成影响。只要在 erase 时，递增当前 iterator 即可，并且 erase 方法可以返回下一个有效的 iterator。
方式一：递增当前 iterator
for (iter = cont.begin(); it != cont.end();)
{
(*iter)->doSomething();
if (shouldDelete(*iter))
cont.erase(iter++);
else
iter++;
}
方式二：通过 erase 获得下一个有效的 iterator
for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
(*it)->doSomething();
if (shouldDelete(*iter))
iter = cont.erase(iter); //erase删除元素，返回下一个迭代器
else
++iter;
}
三、关联式容器
对于关联容器(如 map, set,multimap,multiset)，删除当前的 iterator，仅仅会使当前的 iterator 失效，只要在 erase 时，递增当前 iterator 即可。这是因为 map 之类的容器，使用了红黑树来实现，插入、删除一个结点不会对其他结点造成影响。erase 迭代器只是被删元素的迭代器失效，但是返回值为 void，所以要采用erase(iter++)的方式删除迭代器。
for (iter = cont.begin(); it != cont.end();)
{
(*iter)->doSomething();
if (shouldDelete(*iter))
cont.erase(iter++);
else
++iter;
}
//测试错误的Map删除元素
void mapTest()
{
map<int, string> dataMap;
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
string strValue = "Hello, World";
stringstream ss;
ss<<i;
string tmpStrCount;
ss>>tmpStrCount;
strValue += tmpStrCount;
dataMap.insert(make_pair(i, strValue));
}
cout<<"MAP元素内容为："<<endl;
map<int, string>::iterator iter;
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end(); iter++)
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
cout<<strValue<<endl;
}
cout<<"内容开始删除："<<endl;
//删除操作引发迭代器失效
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end();iter++)
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
if (nKey % 2 == 0)
{
dataMap.erase(iter); //错误
}
/* cout<<iter->second<<endl;*/
}
}
解析：dataMap.erase(iter)之后，iter 就已经失效了，所以 iter 无法自增，即iter++就会出bug。解决方案，就是在 iter 失效之前，先自增。
void mapTest()
{
map<int, string> dataMap;
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
string strValue = "Hello, World";
stringstream ss;
ss<<i;
string tmpStrCount;
ss>>tmpStrCount;
strValue += tmpStrCount;
dataMap.insert(make_pair(i, strValue));
}
cout<<"MAP元素内容为："<<endl;
map<int, string>::iterator iter;
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end(); iter++)
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
cout<<strValue<<endl;
}
cout<<"内容开始删除："<<endl;
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end();)
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
if (nKey % 2 == 0)
{
dataMap.erase(iter++);
auto a = iter;
}
else {
iter ++;
}
}
}
解析：dataMap.erase(iter++);这句话分三步走，先把 iter 传值到 erase 里面，然后 iter 自增，然后执行 erase，所以 iter 在失效前已经自增了。
map 是关联容器，以红黑树或者平衡二叉树组织数据，虽然删除了一个元素，整棵树也会调整，以符合红黑树或者二叉树的规范，但是单个节点在内存中的地址没有变化，变化的是各节点之间的指向关系。
所以在 map 中为了防止迭代器失效，在有删除操作时，常用如下方法：
for (iter = dataMap.begin(); iter != dataMap.end(); )
{
int nKey = iter->first;
string strValue = iter->second;
if (nKey % 2 == 0)
{
map<int, string>::iterator tmpIter = iter;
iter++;
dataMap.erase(tmpIter);
//dataMap.erase(iter++) 这样也行
}else
{
iter++;
}
}
参考：
