C++ 中的容器失效是什么意思？意思是？

Question

今天我了解了 C++ 容器上下文中的术语“失效”。谁能解释一下这是什么意思？

似乎在循环容器时不允许以某种方式修改容器的元素。但具体是什么方式呢？

请帮助我理解这个主题。

谢谢，博达·西多。

Answer 1

容器不会失效——引用容器中元素的迭代器会失效。

迭代器是容器内特定项目的句柄。只要该项目保留在容器内，并且容器不会在内部重新排列自身，迭代器就有效。当发生这两件事之一时，迭代器就会失效，因为之后迭代器作​​为容器的句柄不再有效。

使迭代器无效的最明显的方法是从集合中删除其引用的项，例如：

std::set<int> s;

s.insert(4);
s.insert(2);

std::set<int>::iterator itr = s.find(4); // itr is a handle to 4

std::cout << *itr << std::endl; // prints 4

s.erase(4); // removes 4 from collection, invalidates itr

std::cout << *itr << std::endl; // undefined behavior

使迭代器无效的更微妙的方法是使容器在内部重新排列自身（例如重新分配其内部存储）。例如，这可以通过使某些类型的容器扩展来完成：

std::vector<int> v;

v.push_back(4);
v.push_back(2);

std::vector<int>::iterator itr = v.begin(); // itr is a handle to 4

std::cout << *itr << std::endl; // prints 4

v.push_back(12); // MIGHT invalidate itr, if v expands its internal allocation

您可以通过预先保留空间来在某些容器中防止这种情况发生：

std::vector<int> v;

v.reserve(3); // Pre-allocate 3 elements

v.push_back(4);
v.push_back(2);

std::vector<int>::iterator itr = v.begin(); // itr is a handle to 4

std::cout << *itr << std::endl; // prints 4

v.push_back(12); // WILL NOT invalidate itr, since it will never cause v to expand

每个 STL 容器的文档应描述在什么情况下将或可能发生迭代器失效。

Answer 2

当底层容器以某种方式发生变化时，某些迭代器会失效。

例如：当容器的大小发生变化时，vector 迭代器将失效。当底层数据被删除时，list 迭代器将失效。

这意味着迭代器不再有效。尝试取消引用它可能会导致异常或未定义的行为。尝试操纵它并不能保证成功。

Answer 3

如果您有一个对象数组（或列表）并循环遍历它们，您删除了一些项目 - 那么数组中的简单索引可能无效，但迭代器仍然有效。

Answer 4

我认为这都是关于迭代器失效的。有几个例子：

std::vector<int> v1(10);
std::vector<int> v2(11);
//1
for (std::vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v2.end(); ++it);
//2
for (std::vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); ++it)
{
    v1.erase(it);
}