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vector迭代器失效问题

vector迭代器失效问题

目录

一. insert

二. erase


简单模拟实现实现vector时,迭代发现犯的器失一个错误:迭代器失效

起因是在是实现insert和erase时,出现的效问报错。

一. insert

void insert(iterator pos,迭代 const T& x)		{ 			//位置合法化			assert(pos <= _finish && pos >= _start);			//扩容			if (_finish == _endofstorage)			{ 				size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;				reserve(newcapacity);			}			//末尾			iterator end = _finish - 1;			while (pos <= end)			{ 				*(end + 1) = *end;				--end;			}			*pos = x;			++_finish;		}

然后就出现问题:

然后,经过调试发现:

原来是器失pos没有更新,导致迭代器失效,效问于是迭代就有了以下代码:

void insert(iterator pos, const T& x)		{ 			//位置合法化			assert(pos <= _finish && pos >= _start);			//扩容			if (_finish == _endofstorage)			{ 				//注意迭代器失效,需要更新pos				size_t oldsize = pos - _start;				size_t newcapacity = capacity() == 0 ?器失 4 : capacity() * 2;				reserve(newcapacity);				pos = _start + oldsize;			}			//末尾			iterator end = _finish - 1;			while (pos <= end)			{ 				*(end + 1) = *end;				--end;			}			*pos = x;			++_finish;		}

但是,再进行测试的效问时候,会发现,迭代如果一旦扩容了,器失由于是效问传值传参,即使内部的迭代pos更改了,外部的器失pos仍然指向旧i空间,外部的效问pos仍然失效,仍然无法通过外部的pos去访问元素

而且,不仅如此,假设当我们想要在偶数前插入20,就会出现问题,如下:

myvector::vector::iterator it = v.begin();	while (it != v.end())	{ 		if (*it % 2 == 0)		{ 			v.insert(it, 20);		}		++it;	}

 

我们会惊奇发现,在2的前面不断插入20,这其实是一种指向意义的迭代器失效,由此,应对这两个解决方法,参考stl库可以发现:使用的是返回值来解决该问题,于是乎,再次进行修改:

iterator insert(iterator pos, const T& x)		{ 			//位置合法化			assert(pos <= _finish && pos >= _start);			//扩容			if (_finish == _endofstorage)			{ 				//注意迭代器失效,需要更新pos				size_t oldsize = pos - _start;				size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;				reserve(newcapacity);				pos = _start + oldsize;			}			//末尾			iterator end = _finish - 1;			while (pos <= end)			{ 				*(end + 1) = *end;				--end;			}			*pos = x;			++_finish;			return pos;		}

我们可以发现,解决方式是:

虽然即使在内部实现时针对迭代器失效做了处理,但是外部仍然会有迭代器失效的问题

由于使用的是值传递,一旦发生了扩容,由于pos(it)没有改变仍然指向旧空间,仍然会出现越界的野指针迭代器失效的问题

即使空间足够仍然会出现由于it指向位置意义改变导致重复插入-1,出现迭代器失效

通过使用使用返回值解决,既解决了位置的最新的问题,又能防止意义改变导致迭代器失效的问题,引用在会出现数据常性的问题 

至此,insert的两个问题解决完,关于迭代器失效的问题也就解决了。

二. erase

erase由于和不同于insert,insert是由于扩容会导致野指针失效,而在erase中erase一般是不会出现野指针导致的迭代器失效的问题,erase的失效都是指向意义变了,或者不在有效访问数据有效范围(因为一般不会使用缩容方案)

一开始实现方式是:

void erase(iterator pos)		{ 			assert(pos >= _start && pos < _finish);			iterator it = pos + 1;			while (it < _finish)			{ 				*(it - 1) = *it;				++it;			}			--_finish;		}

然后用以下方式去测试:

//找到pos位置删除并修改    cout << "size:capacity = " << v.size() << ":" << v.capacity() << endl;	auto pos = find(v.begin(), v.end(), 4);	if (pos != v.end())	{ 		v.erase(pos);	}	cout << "size:capacity = " << v.size() << ":" << v.capacity() << endl;	cout << *pos << endl;	*pos = 10;	cout << *pos << endl;	for (auto e : v)	{ 		cout << e << " ";	}	cout << endl;        //删除偶数    myvector::vector::iterator it = v.begin();	while (it != v.end())	{ 		if (*it % 2 == 0)		{ 			v.erase(it);		}	}	cout << "size:capacity = " << v.size() << ":" << v.capacity() << endl;	for (auto e : v)	{ 		cout << e << " ";	}	cout << endl;

很快就发现问题了:

然而,与此同时,如果我们使用Linux系统,我们就会发现一个挺有意思的现象:

不仅没报错,反而还打印出来了,由此也可以发现:erase(pos)以后pos失效了,pos的意义变了,但是不同平台对于访问pos的反应是不一样的,但是如果在Linux中运行以下代码:

myvector::vectorv;	v.push_back(1);	v.push_back(2);	v.push_back(3);	v.push_back(4);	myvector::vector::iterator it = v.begin();	while (it != v.end())	{ 		if (*it % 2 == 0)		{ 			v.erase(it);		}	}	cout << "size:capacity = " << v.size() << ":" << v.capacity() << endl;	for (auto e : v)	{ 		cout << e << " ";	}	cout << endl;

 然后就出现了段错误,事实上,在实际应用场景中,迭代器意义变了,还是会出现各种问题。

再次针对这些问题查看stl库对erase进行优化:

iterator erase(iterator pos)		{ 			assert(pos >= _start && pos < _finish);			iterator it = pos + 1;			while (it < _finish)			{ 				*(it - 1) = *it;				++it;			}			--_finish;			return pos;		}

再次进行测试:

myvector::vector::iterator it = v.begin();	while (it != v.end())	{ 		if (*it % 2 == 0)		{ 			it = v.erase(it);		}		else		{ 			++it;		}	}	cout << "size:capacity = " << v.size() << ":" << v.capacity() << endl;	for (auto e : v)	{ 		cout << e << " ";	}	cout << endl;

发现问题已经解决,由此可知:

通过使用使用返回值解决,既解决了位置的最新的问题,又能防止意义改变导致迭代器失效的问题,这里需要注意使用引用传参在会出现数据常性的问题

综合以上的迭代器失效发现:

vector迭代器失效有两种:

1、扩容、缩容,导致野指针失效

2、迭代器指向的位置意义变了

需要注意的是:对于越界的野指针检查,系统越界机制检查不一定能检查到,编译实现机制检查相对靠谱。

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