关于错误map/set iterator not incrementable

今天Debug代码时，碰到一个关于迭代器的崩溃错误（仅限Debug模式，release会被容错）：map/set iterator not incrementable，相关代码如下（仅演示思路代码）：

//pretypedeftypedef std::multimap<int, int>::iterator multimapIterator;typedef std::pair<multimapIterator, multimapIterator> milmapIteratorPair;std::set<int> testSet;std::multimap<int, int> muiMap;//muiMap will be sorted automatically:  { (1, 1), (1, 2), (2, 3), (3, 4) }//even through with chaos insert ordermuiMap.insert(std::pair<int, int>(1, 1));muiMap.insert(std::pair<int, int>(2, 3));muiMap.insert(std::pair<int, int>(1, 2));muiMap.insert(std::pair<int, int>(2, 4));for (multimapIterator pMultimapIt = muiMap.begin(); pMultimapIt != muiMap.end(); ++pMultimapIt){    unsigned int iCount = muiMap.count(pMultimapIt->first);    if (2 <= iCount)    {        milmapIteratorPair resultPair = muiMap.equal_range(pMultimapIt->first);        multimapIterator it = resultPair.first;        while (it != resultPair.second)        {            testSet.insert(it->second);            ++it;        }        //erase all elements with key pMultimapIt->first, return erased count        muiMap.erase(pMultimapIt->first);        pMultimapIt = muiMap.begin();    }}

代码初看之下没有问题，功能也都正常：将muiMap中key值出现次数等于或者多于两次的元素的值（value）存到testSet中，并从muiMap将这些元素删除。
但是，实际上该段代码存在两个问题：
1. 特定情况下会访问非法的iterator。
2. 遍历时，会有元素遗漏，尽管对功能没有影响。
我们一个一个来看。

1. 特定情况下会访问非法的iterator

这个问题多少跟for循环的执行顺序有关系，对于如下for循环：

for(A.initialization; B.condition; C.increment){    D...}

其执行顺序为：
A->B->D->C->B->D->C->B->D…C->B->D，直到条件不满足。

而当muiMap中所有元素的出现次数都满足条件时，对于如下代码：

for (multimapIterator pMultimapIt = muiMap.begin(); pMultimapIt != muiMap.end(); ++pMultimapIt){    ...    pMultimapIt = muiMap.begin();    ...}

此时muiMap为空，muiMap.begin()等于muiMap.end()，这样pMultimapIt也就指向了一个非法的iterator，所以下次for循环时，++pMultimapIt是对非法iterator自增操作，会产生错误，该错误的一个修改方法是添加muiMap判空操作，如果为空直接跳出循环，但这样解决不了第二个问题。而且在下面会看到，解决第二个问题的同时，这个问题也可以解决掉。

2. 遍历时，会有元素遗漏，尽管对功能没有影响

例如，对于如下multimap： { (1, 1), (1, 2), (2, 3), (3, 4) }
第一次循环时，key值1出现次数满足条件，所以删除之：

muiMap.erase(pMultimapIt->first);

multimap为：{ (2, 3), (3, 4) }，之后执行：

pMultimapIt = muiMap.begin();

此时pMultimapIt指向pair: (2, 3)。然后for循环判断未到达容器末尾，因此执行++pMultimapIt，此时pMultimapIt指向(3, 4)，对于(2, 3)的遍历被跳过了，之所以在此例子中不影响功能，是因为如果被跳过的元素的key值出现次数多于两次，跳过一个仍然可以被删掉，这得益与multimap自动排序，key相同的元素会被排到一起。所以，在某些情况下，pMultimapIt不应该自增。修改后的代码如下：

...//no ++pMultimapIt anymorefor (multimapIterator pMultimapIt = muiMap.begin(); pMultimapIt != muiMap.end();)   {    unsigned int iCount = muiMap.count(pMultimapIt->first);    if (2 <= iCount)    {        milmapIteratorPair resultPair = muiMap.equal_range(pMultimapIt->first);        multimapIterator it = resultPair.first;        while (it != resultPair.second)        {            testSet.insert(it->second);            ++it;        }        muiMap.erase(pMultimapIt->first);        pMultimapIt = muiMap.begin();    }    else//increase pMultimapIt under conditions.    {        ++pMultimapIt;    }}

经过如上修改，由于删掉元素后，pMultimapIt会指向新的元素，素以此时pMultimapIt不需要增加，只有未删掉元素（iCount > 2）时，需要继续遍历下一个元素，所以自增pMultimapIt。
对于问题1，如果muiMap被删为空，则此时pMultimapIt等于muiMap.end()，跳出for循环，问题1解决。

总结

对于容器的迭代器（iterator）操作，一定要小心迭代器非法的情况，此时对于迭代器的任何操作，都会导致显性或者隐性的问题，尤其很多容器在erase操作后，迭代器会失效，此时需要重新初始化迭代器，保证后对于它的操作合法。