STL 容器迭代器失效总结

本文只总结常见的序列容器(vector、deque、list)和关联容器(set、multiset、map、multimap)的迭代器失效问题。
原迭代器指的是进行操作之前保存的迭代器，包括begin()、end()以及其他位置的迭代器。
vector：
成员函数push_back()：会在容器末尾添加一个元素。如果容器有剩余空间(capacity() > size())，则直接添加新元素到容器尾部。此时，原迭代器中end()会失效，其他的都不会失效。否则，会导致容器重新分配内存，然后将数据从原内存复制到新内存，再在尾部添加新元素。此时，由于内存重新分配，原迭代器(所有)都失效。
成员函数pop_back()：直接将容器中的最后一个元素删除，原迭代器中end()会失效，其余的都不会失效。
成员函数insert(iterator, n)：如果容器有剩余空间，先在容器尾部插入一个元素，然后将插入点及之后的元素都向后移动一位，然后在插入点创建新元素。否则，会导致容器重新分配内存，接着将插入点之前的元素复制过去，在插入点创建新元素，再将插入点之后的元素复制过去。因此，如果没有内存的重新分配，原迭代器中插入点及插入点之后的迭代器(包括end())都失效。如果有内存的重新分配，原迭代器(所有)都失效。
成员函数erase(iterator)：将删除点及之后的元素都向前移动一位，然后删除最后一个元素。因此，原迭代器中删除点之前的迭代器都有效，插入点及插入点之后的迭代器都失效。
deque:
成员函数push_back()：会直接在容器末尾添加一个元素。原迭代器中end()会失效，其他的都不会失效。
成员函数push_front()：会直接在容器头部添加一个元素。原迭代器中begin()会失效，其他的都不会失效。
成员函数pop_back()：会直接删除最后一个元素。原迭代器中end()会失效，其他的都不会失效
成员函数pop_front()：会直接在容器头部删除一个元素。原迭代器中begin()会失效，其他的都不会失效。
成员函数insert(iterator, n)：如果插入点之前的元素较少，会在容器头部插入一个元素，然后将插入点及其之前的所有元素向前移动一位，再在插入点创建新元素。否则，将插入点及其之后的元素向后移动一位，再在插入点创建新元素。因此，向前移动则导致原迭代器中插入点及插入点之前的迭代器都失效；向后移动则导致迭代器中插入点及插入点之后的迭代器都失效。
成员函数erase(iterator)：如果删除点之前的元素较少，将删除点之前的所有元素向后移动一位，再删除第一个元素。否则，将删除点之后的所有元素向前移动一位，再删除最后一个元素。因此，向前移动将导致原迭代器中删除点及删除点之后的迭代器失效；向后移动将导致原迭代器中删除点及删除点之前的迭代器都失效。
list:
因为list的底层结构是双向链表，所有操作都只是针对节点移动指针，不会涉及到位置变化，操作影响的范围很小。
成员函数push_back()：原迭代器中end()会失效，其他的都不会失效。
成员函数push_front()：原迭代器中begin()会失效，其他的都不会失效。
成员函数pop_back()：原迭代器中end()会失效，其他的都不会失效
成员函数pop_front()：原迭代器中begin()会失效，其他的都不会失效。
成员函数insert(iterator, n)：原迭代器中插入点会失效，其他的都不会失效。
成员函数erase(iterator)：原迭代器中删除点会失效，其他的都不会失效。
set、multiset、map、multimap
关联容器的底层结构为红黑树，所有操作同list一样，都只是移动指针，各成员函数导致的迭代器失效问题同list。
注意：文中成员函数的内部实现以SGI STL为准。