0
点赞
收藏
分享

微信扫一扫

C++剖析stl迭代器 (迭代器失效问题)

C++剖析stl迭代器

迭代器

在这里插入图片描述

是什么?:

定义:
🥦 迭代器是指向元素范围(如数组或容器)中的某个元素的任何对象,它能够使用一组运算符(至少具有自增(++) 和解引用 (*) 运算符)循环访问该范围的元素。

🍊 迭代器最明显的形式是指针:指针可以指向数组中的元素,并且可以使用增量运算符 (++) 循环访问这些元素。但其他类型的迭代器也是可能的。例如,每个容器类型(如list )都有一个特定的迭代器类型,旨在循环访问其元素。

在这里插入图片描述

                  迭代器根据其实现的功能分为五类

     
迭代器的作用:

     
其实简单地讲就是可以让程序员🙉可以在使用元素过程中不用知道底层数据结构的实现,使访问更加的简单,方便。
     
demo:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 }; //C++ 11语法
	vector<int>::iterator my_it = v.begin;
	//auto my_it = v.begin();

	// 迭代器遍历输出
	while (my_it != v.end()){
		cout << *my_it << endl;
		++my_it;
	}
	return 0;
}

stl源码中vector迭代器的定义
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

迭代器 和 指针

🥦 迭代器所表现出的功能很指针,但并不能和指针划等号; 迭代器并不是指针,而是类模板,表现的像指针。
  他只是模拟了指针的一些功能,重载了指针的一些操作符,–>、++、–等。迭代器封装了指针,是一个"可遍历STL( Standard Template Library)容器内全部或部分元素"的对象,本质是封装了原生指针 (T*),是指针概念的一种提升,提供了比指针更高级的行为,相当于一种智能指针,他可以根据不同类型的数据结构来实现不同的++,–等操作。

🍊迭代器返回的是对象引用而不是对象的值,所以cout只能输出迭代器使用取值后的值而不能直接输出其自身。

     

     
     

迭代器失效


🥦 其实迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了,而使用非法的空间造成错误, 可能会导致程序崩溃的后果。
在这里插入图片描述

          		vs2013 中的迭代器失效

     

迭代器失效情况

     

用容器迭代器erase失效情形如下。

🥦 对于序列容器vectordeque来说,使用erase后,后边的每个元素的迭代器都会失效,后边每个元素都往前移动一位,erase返回下一个有效的迭代器。

🍊 对于关联容器mapset来说,使用了erase后,当前元素的迭代器失效,但是其结构是红黑树,删除当前元素,不会影响下一个元素的迭代器,所以在调用erase之前,记录下一个元素的迭代器即可。(解决方式)

🍉 对于list来说,它使用了不连续分配的内存,并且它的erase方法也会返回下一个有效的迭代器,因此上面两种方法都可以使用。

     
     
     
     

详解vector迭代器失效

vector 为例, 对于 vector 可能会导致迭代器失效的操作有:

  1. 会引起其底层空间改变的操作,都有可能是迭代器失效,比如:resize、reserve、insert、assign、push_back…

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(因为在 windows 中 VS是PJ版本STL,而在Linux g++是SGI版本STL)两种STL版本不同也导致迭代器失效的结果不同,VS较Linux中检查较严格,更容易直接报出错误, 而在Linux中在出现较严重的非法访问时也会出现Segmentation fault
(结果如上图)

解决方式:在以上操作完成之后,如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素,只需给my_it重新赋值即可

int main()
{
	vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 }; //C++ 11语法
	vector<int>::iterator my_it = v.begin();
	
	//可能导致容量改变,导致原空间被回收
	//v.insert(v.begin(), 0);
    //v.resize(50, 0);
	//v.reserve(100);
	//v.assign(100, 8);
	v.push_back(8);
	while (my_it != v.end()){
		cout << *my_it << endl;
		++my_it;
	}
	return 0;
}
  1. 任意位置元素的删除操作–erase

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

erase删除pos位置元素后,pos位置之后的元素会往前搬移,没有导致底层空间的改变,理论上讲迭代器不应该会失效,但是:如果pos刚好是最后一个元素,删完之后pos刚好是end的位置,而end位置是没有元素的,那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时,vs就认为该位置迭代器失效了。

int main()
{
	int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
	vector<int> v(a, a + sizeof(a)/sizeof(int));
	// 使用find查找3所在位置的iterator
	auto pos = find(v.begin(), v.end(), 2);
	// 删除pos位置的数据,导致pos迭代器失效。
	v.erase(pos);
	cout << *pos << endl; // 此处会导致非法访问
	return 0;
}
_________________________________________________________________________

int main()
{
	vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 }; //C++ 11语法
	vector<int>::iterator my_it = v.begin();

	while (my_it != v.end()){
		my_it = v.erase(my_it);
		++my_it;
	}
	return 0;
}

举报

相关推荐

0 条评论