map和vector的迭代器失效问题

当删除一个STL容器(比如map, vector)中的某个元素时， 会引起迭代器失效， 所以， 我们务必提高警惕。 

题目： 删除map<int, int>中value为5的倍数的元素。 该题看起来很自然很简单， 实则有迭代器失效的陷阱。

如果对迭代器失效问题一无所知， 则很容易写出如下的错误代码：

 

1 #include <iostream>
2 #include <map>
3 using namespace std;
4
5 typedef map<int, int> Map;
6 typedef map<int, int>::iterator MapIt;
7
8 void print(Map &m)
9 {
10     MapIt it;
11     for(it = m.begin(); it != m.end(); it++)
12     {
13         cout << it->second << " ";
14     }
15
16     cout << endl;
17 }
18
19 void deleteValueFromMap(Map &m, int n = 5)
20 {
21     MapIt it;
22     for(it = m.begin(); it != m.end(); it++)
23     {
24         if(0 == it->second % n)
25         {
26             m.erase(it);
27         }
28     }
29 }
30
31 int main()
32 {
33     Map m;
34     int i = 0;
35     for(i = 0; i < 21; i++)
36     {
37         m[i] = i;
38     }
39
40     print(m);
41
42     deleteValueFromMap(m); // 程序崩溃
43
44     return 0;
45 }

      运行上述程序， 结果程序崩溃，什么原因呢？ 原来， 对于关联的容器map来说， m.erase(it);后， it就失效了， 而for循环中有it++, 自然而然会出问题啊。 那怎么办呢？ 且看：

 

1 #include <iostream>
2 #include <map>
3 using namespace std;
4
5 typedef map<int, int> Map;
6 typedef map<int, int>::iterator MapIt;
7
8 void print(Map &m)
9 {
10     MapIt it;
11     for(it = m.begin(); it != m.end(); it++)
12     {
13         cout << it->second << " ";
14     }
15
16     cout << endl;
17 }
18
19 void deleteValueFromMap(Map &m, int n = 5)
20 {
21     MapIt it;
22     MapIt tmp;
23     for(it = m.begin(); it != m.end(); /*不能再自增了*/)
24     {
25         if(0 == it->second % n)
26         {
27             tmp = it++;
28             m.erase(tmp);
29         }
30         else
31         {
32             it++;
33         }
34     }
35 }
36
37 int main()
38 {
39     Map m;
40     int i = 0;
41     for(i = 0; i < 21; i++)
42     {
43         m[i] = i;
44     }
45
46     print(m);
47
48     deleteValueFromMap(m); // 程序ok
49     print(m);
50
51     return 0;
52 }
53        结果为:
54 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
55 1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 13 14 16 17 18 19
56
57
58
59
60
61        当然， 上述程序也可以继续简化为：
62
63
64
65 #include <iostream>
66 #include <map>
67 using namespace std;
68
69 typedef map<int, int> Map;
70 typedef map<int, int>::iterator MapIt;
71
72 void print(Map &m)
73 {
74     MapIt it;
75     for(it = m.begin(); it != m.end(); it++)
76     {
77         cout << it->second << " ";
78     }
79
80     cout << endl;
81 }
82
83 void deleteValueFromMap(Map &m, int n = 5)
84 {
85     MapIt it;
86     for(it = m.begin(); it != m.end(); /*不能再自增了*/)
87     {
88         if(0 == it->second % n)
89         {
90             m.erase(it++);
91         }
92         else
93         {
94             it++;
95         }
96     }
97 }
98
99 int main()
100 {
101     Map m;
102     int i = 0;
103     for(i = 0; i < 21; i++)
104     {
105         m[i] = i;
106     }
107
108     print(m);
109
110     deleteValueFromMap(m); // 程序ok
111     print(m);
112
113     return 0;
114 }
115        结果ok.

      有的朋友肯定会问， m.erase(it++);就不会产生迭代器失效么？ 确实不会！ 为什么呢？ 这样从it++说起， 为了简便起见， 我们用p++来代替吧。 看程序：

1 #include <iostream>
2 using namespace std;
3
4 int main()
5 {
6     char szTest[] = "abcdefg";
7     char *p = szTest;
8
9     cout << *p++ << endl;
10
11     return 0;
12 }

 

       大家都知道， 结果为a.  但是， 很多人错误地以为是先执行*p, 然后执行p++, 其实， 这是个天大的误解。 大家可以查一下*和++的执行顺序， 虽然*和++的优先级相同， 但此处采取的是右结合方式， 实际上先执行的是p++, 不过， p++的返回值是原来的p, 也就是说, *p++的值还是a. 

       所以， 在m.erase(it++);中，it++先执行， 此时还没有erase， 程序自然不会崩溃. 当it++执行完后， 已经指向了下一个元素了， 但it++的返回值还是当前元素， 此时再删除它， 合情合理。

        OK,  map的迭代器失效问题，先介绍到这里。

        那vector又是怎样的现象呢？ 看程序：

 

1 #include <iostream>
2 #include <vector>
3 using namespace std;
4
5 typedef vector<int> Vec;
6 typedef vector<int>::iterator VecIt;
7
8 void print(Vec &v)
9 {
10     VecIt it;
11     for(it = v.begin(); it != v.end(); it++)
12     {
13         cout << *it << " ";
14     }
15
16     cout << endl;
17 }
18
19 void deleteValueFromVector(Vec &v, int n = 5)
20 {
21     VecIt it;
22     for(it = v.begin(); it != v.end(); it++)
23     {
24         if(0 == *it % n)
25         {
26             v.erase(it);
27         }
28     }
29 }
30
31 int main()
32 {
33     Vec v;
34     int i = 0;
35     for(i = 0; i < 21; i++)
36     {
37         v.push_back(i); // 不能再傻傻地用下标了
38     }
39
40     print(v);
41
42     deleteValueFromVector(v); // 程序崩溃
43     print(v);
44
45     return 0;
46 }
47        运行程序， 结果程序也崩溃， 可见， vector也存在迭代器失效的问题， 怎么改呢？ 如下：
48
49
50
51
52
53 #include <iostream>
54 #include <vector>
55 using namespace std;
56
57 typedef vector<int> Vec;
58 typedef vector<int>::iterator VecIt;
59
60 void print(Vec &v)
61 {
62     VecIt it;
63     for(it = v.begin(); it != v.end(); it++)
64     {
65         cout << *it << " ";
66     }
67
68     cout << endl;
69 }
70
71 void deleteValueFromVector(Vec &v, int n = 5)
72 {
73     VecIt it;
74     for(it = v.begin(); it != v.end(); /*不能再自增了*/)
75     {
76         if(0 == *it % n)
77         {
78             v.erase(it); // vector元素自动向前挪动了(关联的map容器元素不会自动挪动)， 所以不能再把it进行++了
79         }
80         else
81         {
82             it++;
83         }
84     }
85 }
86
87 int main()
88 {
89     Vec v;
90     int i = 0;
91     for(i = 0; i < 21; i++)
92     {
93         v.push_back(i); // 不能再傻傻地用下标了
94     }
95
96     print(v);
97
98     deleteValueFromVector(v); // 程序ok
99     print(v);
100
101     return 0;
102 }
103         结果为：
104
105
106
107 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
108 1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 13 14 16 17 18 19
109
110         可见， vector迭代器失效的问题也不容忽视。

 

        总之， 下次说到迭代器失效（尤其涉及到容器大小的改变， 比如删除， 插入）时， 一定要留个心眼。  在实际编程中， 如果稍不注意， 则可能引起非常难以捕捉的bug, 折磨你我， 何不提前防范呢？