C++容器迭代器失效

迭代器失效,指迭代器指向错误的元素或无效的内存地址。要理解迭代器失效,首先要知道为什么会造成迭代器失效。不同容器内部数据结构不一样,插入、删除容器中元素的操作会导致内部数据结构内存布局的改变,那么就可能引起迭代器失效。

vector

内部数据结构:数组(一段连续内存空间) 
插入操作: 
1. 插入(push_back/insert)操作在vector中加入新的元素,但vector中元素总数仍不大于capacity,这时插入位置后的元素都被依次移动到下一个位置,所以插入位置之后的迭代器都会失效。 
2. 插入(push_back/insert)操作在vector中加入新的元素,但vector中元素总数大于capacity,这个时候会重新开辟更大的内存空间,将原来的vector中的内容复制到新的vector中,回收原先vector的内存空间。由于新的vector的地址已完全改变,所以原先的所有迭代器都会失效。 
删除操作:删除(pop_back/erase)操作在vector中删除元素,删除位置后的元素都被依次复制到前一个位置,所以删除位置及之后的迭代器都会失效。

deque

内部数据结构:数组(多段连续内存空间,如图所示) 
这里写图片描述 
插入操作: 
1. 插入操作向deque 两端 加入新元素时,如果这一端的分段数组未满,则直接加入,如果这一端的分段数组已满,只需创建新的分段数组,并把该分段数组的地址加入到索引数组中即可。无论哪种情况都不需要对已有元素进行移动,故不会引起迭代器失效。 
2. 插入操作向deque 中间 加入新元素时,需要将插入点到某一端之间的所有元素向容器的这一端移动,因此会使所有迭代器失效。 
删除操作: 
1. 删除操作在deque 两端 删除元素时,由于不需要移动元素,故只会使指向被删除元素的迭代器失效。 
2. 删除操作在deque 中间 删除元素时,需要将删除点到某一端之间的所有元素都向删除点移动,因此会使所有迭代器失效。

list

内部数据结构:双向环状链表 
插入操作:插入操作会申请新的节点空间,然后加入到链表中,原来的迭代器指向的内存空间都未改变,故不会出现迭代器失效。 
删除操作:删除操作只会引起被删除节点的迭代器失效。

set、map

内部数据结构:红黑树 
插入操作:插入操作会申请新的节点空间,然后加入都红黑树中,原来的迭代器指向的内存空间都未改变,故不会出现迭代器失效。 
删除操作:删除操作只会引起被删除节点的迭代器失效。

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