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vector迭代器失效问题

news 2025/8/21 6:54:36

一、迭代器：

迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T* 。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)。

二、vector原理

根据上图可知，vector容器的成员变量主要有迭代器_start、迭代器_finish、迭代器_end_of_storage。迭代器_start指向的是vector里存第一个有效数据的位置；迭代器_finish指向的是vector里存放的最后一个有效数据位置的下一个位置；迭代器_end_of_storage指向的是vector里容量capacity的下一个位置。可以用_finish==_end_of_storage判断vector容器的容量是否已满。

对于vector迭代器失效问题，主要发生在插入（insert）、删除（erase）两个函数接口中。

对于resize、reserve、insert、assign、push_back等函数接口也会导致失效。

三、插入失效：

因为在insert时，vector可能需要进行扩容，而扩容的本质是new一块新的空间，再将数据迁移过去。而我们知道，迭代器的本质是指针，而插入后，若vector扩容，则原有的数据被释放，指向原有数据的迭代器就成了野指针，所以迭代器失效了。

int main(){vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6 };auto it = v.begin();// 插入元素期间，可能会引起扩容，而导致原空间被释放v.insert(v.begin(), 0);while (it != v.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;return 0;}/*出错原因：以上操作，都有可能会导致vector扩容，也就是说vector底层原理旧空间被释放掉，而在打印时，it还使用的是释放之间的旧空间，在对it迭代器操作时，实际操作的是一块已经被释放的空间，而引起代码运行时崩溃。解决方式：在以上操作完成之后，如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素，只需给it重新赋值即可。*/

解决方式：让insert函数带一个返回值，返回出插入元素后改元素的迭代器位置，在使用改迭代器，就不会造成野指针，发生失效的问题了。

四、erase失效

using namespace std;
int main()
{int a[] = { 1, 2, 3, 4 };vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));//将数组a的元素放入v中// 使用find查找3所在位置的iteratorvector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);// 删除pos位置的数据，导致pos迭代器失效。v.erase(pos);cout << *pos << endl; // 此处会导致非法访问return 0;
}

erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了。