C++ Vector元素改变时Iterator失效

在C++中，Vector是一个经常使用的数据结构，它提供了一种方便的方式来存储和管理动态数据。但是，当你对Vector中的元素进行改变时，可能会导致迭代器失效，这可能会导致程序崩溃或产生不正确的结果。在本文中，我们将了解什么是Vector迭代器失效，为什么会导致这种情况，并且如何避免这种情况的发生。

什么是Vector迭代器失效？

Vector迭代器失效是指当你在Vector中插入或删除元素时，可能会导致指向Vector元素的迭代器失效。当迭代器失效时，如果你仍然尝试使用该迭代器，那么代码将会变得不可预测，可能会崩溃或产生不正确的结果。

为什么会导致Vector迭代器失效？

当你在Vector中插入或删除元素时，如果Vector的大小变化了，那么Vector的内部数据结构也将会改变。这意味着，指向旧元素的迭代器可能不再指向正确的内存位置，因为元素在新的内存位置上重新排列。

例如，假设你正在遍历一个Vector，并且尝试删除它的最后一个元素。如果你使用的是迭代器指向该元素，删除该元素将使Vector的大小减小。这样一来，指向其他元素的迭代器就可能指向了以前的空间，而不是新的空间。这导致了迭代器的失效。

如何避免Vector迭代器失效？

为了避免Vector的迭代器失效，有几个简单的规则：

• 当你在Vector中添加或删除元素时，请确保修改后的Vector不会超出元素范围，避免指向已删除元素的迭代器。
• 当你想要使用迭代器访问Vector元素时，请确保不会改变Vector的大小，避免改变内存布局从而导致迭代器失效。
• 如果你需要在Vector中插入或删除元素，并且需要继续使用迭代器，请考虑使用迭代器支持的插入或删除操作。

下面是一个示例程序，显示了如何使用Vector中的迭代器，并演示了如何避免这种情况的发生。

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};

    // 使用迭代器遍历Vector
    for(auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        std::cout << *it << " ";

        // 如果当前元素等于3，则删除该元素
        if(*it == 3)
        {
            // 在删除元素之前，记录下一个元素的迭代器
            auto next = std::next(it);

            // 删除当前元素
            v.erase(it);

            // 使用下一个元素的迭代器继续
            it = next;
        }
    }

    std::cout << std::endl;

    // 输出修改后的Vector
    for(auto val: v)
    {
        std::cout << val << " ";
    }

    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

上面的程序使用迭代器遍历Vector，并在其中删除一个元素。为了避免迭代器失效，我们使用了std::next函数记录删除元素之前的下一个元素的迭代器，并在删除后使用它来继续遍历。