C++ STL迭代器失效问题

1. 问题背景

在STL里面的容器往往封装了迭代器。迭代器能让人很方便的拿到容器里面的元素进行操作。然而，在不同结构的容器中，删除一个迭代器可能会引发迭代器失效的问题。下面针对不同的容器类型做一下总结。

太长不看版本：

1. 对于数组型容器（vector、deque），删除一个迭代器会迫使该迭代器后面的元素往前移动，因此删除的迭代器之后的所有迭代器都会失效。但是在使用erase函数删除迭代器之后会返回下一个有效的迭代器，拿这个迭代器更新即可。

2. 对于关联式容器（set、map、multiset、multimap），删除一个迭代器只会导致当前的迭代器失效，后面的迭代器可以正常使用。因此，使用erase 得到下一个迭代器或者是使用erase(it++)均可以更新迭代器。

3. 对于 链表型容器（List），删除一个迭代器只会导致当前的迭代器失效，后面的迭代器可以正常使用。因此，使用erase 得到下一个迭代器或者是使用erase(it++)均可以更新迭代器。

以下是迭代器失效的场景和解决方法。

2. 数组型容器（vector、deque）

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;


void insert(vector<int>& nums) {
	for (int i = 0; i < 10; ++i) {
		nums.push_back(i);
	}
}

int main() {
	vector<int> nums;
	insert(nums);

	for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {
		if (*it < 3) {
			nums.erase(it);
		}
	}
	cout << "-----------------------" << endl;
	for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {
		cout << *it << " " << endl;
	}
}
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在删除后迭代器失效：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;


void insert(vector<int>& nums) {
	for (int i = 0; i < 10; ++i) {
		nums.push_back(i);
	}
}

int main() {
	vector<int> nums;
	insert(nums);

	/*
	迭代器失效的错误使用：
	for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {
		if (*it < 3) {
			nums.erase(it);
		}
	}
	*/
	for (auto it = nums.begin(); it != nums.end();) {
		if (*it < 3) {
			it = nums.erase(it);
		} else {
			++it;
		}
	}
	cout << "-----------------------" << endl;
	for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {
		cout << *it << " " << endl;
	}
}

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迭代器正确的更新方式：

这里由于erase函数在调用之后会返回下一个迭代器，因此不用++，相当于自动移动到下一个迭代器了。

3. 关联式容器（set、map、multiset、multimap）

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

void insert(set<int>& hash) {
	for (int i = 0; i < 10; ++i) {
		hash.insert(i);
	}
}

int main() {
	set<int> hash;
	insert(hash);

	for (auto it = hash.begin(); it != hash.end(); ++it) {
		if (*it < 3) {
			hash.erase(it);
		}
	}
	for (auto it = hash.begin(); it != hash.end(); ++it) {
		cout << *it << " " << endl;
	}
	
}
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正确的使用方式：

4. 链表型容器（List）

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

void insert(list<int>& Lst) {
	for (int i = 0; i < 10; ++i) {
		Lst.push_back(i);
	}
}

int main() {
	list<int> Lst;
	insert(Lst);

	for (auto it = Lst.begin(); it != Lst.end(); ++it) {
		if (*it < 3) {
			Lst.erase(it);
		}
	}
}
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正确的使用方式：

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#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

void insert(list<int>& Lst) {
	for (int i = 0; i < 10; ++i) {
		Lst.push_back(i);
	}
}

int main() {
	list<int> Lst;
	insert(Lst);

	//for (auto it = Lst.begin(); it != Lst.end(); ++it) {
	//	if (*it < 3) {
	//		Lst.erase(it);
	//	}
	//}

	for (auto it = Lst.begin(); it != Lst.end();) {
		if (*it < 3) {
			it = Lst.erase(it);
		} else {
			++it;
		}
	}

	for (auto it = Lst.begin(); it != Lst.end(); ++it) {
		cout << *it << " " << endl;
	}

}
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