C++ STL容器迭代器失效-笔记
来源:互联网 发布:ubuntu chm阅读器 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 00:17
迭代器是封装了指针、重载了 -> 、* 、++等操作符的类模板,具有类似指针的行为。迭代器的设计是对数据结构的泛化,使不同容器具有相同的访问方式,让代码不必依赖于特定的数据结构。指针也可以狭义的理解为迭代器。
在C++中经常使用迭代器对STL容器进行操作,但很多同学没怎么关注过迭代器失效的问题。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。所以理解迭代器失效,首先要了解容器的内部数据结构、以及该容器存储新元素和删除旧元素时的内存状态。
容器类型
根据容器内部的数据结构,我们可以将容器简单分为:
标准STL序列容器:vector、string、dequeue、list
标准STL关联容器:set、multiset、map、multimap
迭代器失效原则
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)
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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