【C++】vector,list迭代器失效

1.vector迭代器失效

vector容器的物理基础是线性表，底层是指针变量实现的。

在这里导致vector迭代器失效的原因会有两种-----插入失效，删除失效。

1.2插入数值导致迭代器失效

1.21扩容导致迭代器失效

我们在一块vector空间插入pos（20）

 但是这个空间只能存放五个数，要想插入数据，就要重新扩容2倍（一般扩容时，二倍是比较合理的）。

 当释放小空间时，pos迭代器仍然指向他，所以释放后，pos就是野指针了，所以造成pos迭代器失效。

举个例子：我们在所有的偶数前面插入这个偶数的2 倍，由于我们写的迭代器可能存在误差，我们直接调用std库里的迭代器进行测试。

int main()
{
	std::vector<int> v;  //调用std中的vector
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
 
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			v.insert(it, *it * 2);
		}
		++it;
	}
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << endl;
	}
	return 0;
}

1.22pos指向位置改变导致迭代器失效 

对于上面的代码我们直接给他扩容让他空间足够。

int main()
{
	std::vector<int> v;  //调用std中的vector
	v.reserve(10);
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
 
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			v.insert(it, *it * 2);
		}
		++it;
	}
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << endl;
	}
	return 0;
}

 编译直接报错，为啥空间足够，迭代器也会失效呢？

按我们所想的代码，打印的是1，4，2，3，8，4，5。。。但是这全部是2，而且还是在同一个地方，不是在偶数前面插入的4。

这个原因是啥？

我们加入数据2的下标是[1]，当我们插入4后，我们想让下标进行移动到数据3处，但是这个下标现在在数据4的下标[1]处，然后下标++，到数据2的下标[2]处，诶我们发现，这个下标转转回回又到了数据2处，然后又在他前面插入。所以会一直插入4在2前面。

所以我们可以用一个指针去接收插入后的迭代器。

int main()
{
	std::vector<int> v;  //调用std中的vector
	v.reserve(10);
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
 
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			it=v.insert(it, *it * 2);
			it += 2;
		}
		else {
			++it;
		}
		
	}
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << endl;
	}
	return 0;
}

如果按照第一种情况，扩容使迭代器失效，那我们不扩容看看加一个指针接收还会不会失效。

如果我们不用指针接收，单纯让it每次+2行吗？

不扩容的情况不行： 

 而扩用的可以，但是用指针接收也不费事，别用这两种代码。

1. 3删除erase导致迭代器失效

接下来我们删除vector中的偶数，看看能不能正常运行。

int main()
{
	std::vector<int> v;  //调用std中的vector
	v.reserve(10);
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
 
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			v.erase(it);
		}
			++it;
	}
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << endl;
	}
	return 0;
}

迭代器又一次失效了。

这个是因为当我们删除2后，pos指针的位置还在原来的位置，但是3却往前挪了，而pos指向3时编译器认为指针不在指向原来的数据发生改变，所以迭代器就会失效。 

 这个解决方法也是指针接收。

 这里的it不用加两回了，因为删除本身就是一个加号。

拓展： 

评论区有一位大佬提出了一个很深刻的问题，就上面的那个例子，在删除数字2之后，那他后面的数据是不是往前移动呢？我测试一下：

void test2()
{
	vector<int> v = { 1,2,3,4,5,6 };
	auto it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			v.erase(it);
			continue;
		}
		it++;
	}
}

 接下来进行删除操作：

 

删除是之所以出现迭代器失效是因为指向变了。 

比如1 2 3 4 5，删除it指向2，删除后，变成1 3 4 5，此时删除后本来就指向了3，但是你还++了就变成4了。

删除之后it还是指向当前位置但是你必须得用返回值接受,不然就会报错 这是编译器检查。
而且用返回值是为了防止缩容,因为缩容后就是到达一个新的地址了,而不是之前的地址,就和insert迭代器失效一样,就是为了避免这个,所以编译器直接做了检查。

2.list迭代器失效 

相对于底层是顺序表的vector来说，list的底层是链表，这就使他在插入时不需要大量挪动数据。也就是说list在进行插入插入操作时不会迭代器失灵。 

vector在插入时出现了野指针问题，但是在list中，插入时会创造一个新节点，指针仍旧指向原来那个结点，不会出现野指针。但是删除操作就会导致迭代器失效了。因为结点删除了但是指针还在，指针就是野指针了。 

2.1删除导致迭代器失效： 

但是list容器在删除是也会导致迭代器失效问题，情况如下：

int main()
{
	std::list<int> lt;  
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
	lt.push_back(8);
	lt.push_back(10);
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	auto pos = find(lt.begin(), lt.end(), 5); //在list范围找5
	if (pos != lt.end())
		{
			lt.erase(pos);
			pos++;
		}
	
 
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	return 0;
	
}
 

 就比如我们要删除5，那么这个结点被删除之后而pos指针就变成野指针了。

也就是删除操作时会使迭代器失效。

这里把pos++代码去掉，就可以正常运行了。

总结:迭代器之所以失效最大的原因是成为野指针了。

 总是感觉这篇博客有一点水，但是真没内容写了，就这吧！