C++：vector删除元素时迭代器失效问题

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1. 删除尾元素

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
//输出
void show(vector<int> &v);
//迭代器
vector<int>::iterator i1, i2, i3, i4;

int main()
{
    vector<int> vi{1, 2, 3};
    //迭代器
    i1 = vi.begin();
    i2 = vi.begin() + 1;
    i3 = vi.begin() + 2;
    i4 = vi.end();
    //输出
    show(vi);
    //在末尾删除
    vi.pop_back();
    //输出
    show(vi);
    return 0;
}

void show(vector<int> &v)
{
    cout << "vector:   ";
    for (auto &a : v)
    {
        cout << a << "(" << &a << ")"
             << "\t";
    }

    cout << "\ni1~i4:    ";
    for (auto a = i1; a != i4; ++a)
    {
        cout << *a << "\t\t";
    }

    cout << "\niterate:  ";
    cout << *i1 << "(" << &(*i1) << ")"
         << "\t";
    cout << *i2 << "(" << &(*i2) << ")"
         << "\t";
    cout << *i3 << "(" << &(*i3) << ")"
         << "\t";
    cout << *i4 << "(" << &(*i4) << ")"
         << "\t"; //解引用尾后迭代器未定义

    cout << endl
         << endl;
}

分析：

1. 删除尾元素后，vector只剩2个元素，但从i1遍历到i4时依然读出3个元素，说明i3和i4已失效。
2. 删除元素前i3指向vi的第3个元素，删除元素后i3指向vi的尾后元素，也说明i3已失效。
3. 删除元素前i4指向vi的尾后元素，删除元素后i3指向未知内存区域，也说明i4已失效。

2. 删除中间元素

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
//输出
void show(vector<int> &v);
//迭代器
vector<int>::iterator i1, i2, i3, i4;

int main()
{
     vector<int> vi{1, 2, 3};
     //迭代器
     i1 = vi.begin();
     i2 = vi.begin() + 1;
     i3 = vi.begin() + 2;
     i4 = vi.end();
     //输出
     show(vi);
     //删除第2个元素
     vi.erase(i2);
     //输出
     show(vi);
     return 0;
}

void show(vector<int> &v)
{
     cout << "vector:   ";
     for (auto &a : v)
     {
          cout << a << "(" << &a << ")"
               << "\t";
     }

     cout << "\ni1~i4:    ";
     for (auto a = i1; a != i4; ++a)
     {
          cout << *a << "\t\t";
     }

     cout << "\niterate:  ";
     cout << *i1 << "(" << &(*i1) << ")"
          << "\t";
     cout << *i2 << "(" << &(*i2) << ")"
          << "\t";
     cout << *i3 << "(" << &(*i3) << ")"
          << "\t";
     cout << *i4 << "(" << &(*i4) << ")" //解引用尾后迭代器未定义
          << "\t";
     cout << endl
          << endl;
}

分析：

1. 删除尾元素后，vector只剩2个元素，但从i1遍历到i4时依然读出3个元素，说明i3和i4已失效。
2. 删除元素前后，*i2从2变成3，说明i2已失效。

3. 删除首元素

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
//输出
void show(vector<int> &v);
//迭代器
vector<int>::iterator i1, i2, i3, i4;

int main()
{
     vector<int> vi{1, 2, 3};
     //迭代器
     i1 = vi.begin();
     i2 = vi.begin() + 1;
     i3 = vi.begin() + 2;
     i4 = vi.end();
     //输出
     show(vi);
     //删除第1个元素
     vi.erase(i1);
     //输出
     show(vi);

     return 0;[图片上传中...(捕获.PNG-c60d0f-1585299439619-0)]

}

void show(vector<int> &v)
{
     cout << "vector:   ";
     for (auto &a : v)
     {
          cout << a << "(" << &a << ")"
               << "\t";
     }

     cout << "\ni1~i4:    ";
     for (auto a = i1; a != i4; ++a)
     {
          cout << *a << "\t\t";
     }

     cout << "\niterate:  ";
     cout << *i1 << "(" << &(*i1) << ")"
          << "\t";
     cout << *i2 << "(" << &(*i2) << ")"
          << "\t";
     cout << *i3 << "(" << &(*i3) << ")"
          << "\t";
     cout << *i4 << "(" << &(*i4) << ")" //解引用尾后迭代器未定义
          << "\t";
     cout << endl
          << endl;
}

分析：

1. 删除尾元素后，vector只剩2个元素，但从i1遍历到i4时依然读出3个元素，说明i3和i4已失效。
2. 删除元素前后，*i2从2变成3，说明i2已失效。
3. 删除元素前后，*i1从1变成2，说明i1已失效。

4. 总结

1. 在vector删除元素时，若迭代器指向删除元素之前的元素，则该迭代器仍有效。若迭代器指向被删元素及其之后的元素，则该迭代器将会失效。
2. 在添加、删除、修改元素时，尽量直接使用begin()和end()，或者使用insert()和erase()更新相应的迭代器，避免使用迭代器的中间量。

vector<int> vi;
//i保存的是vi的迭代器，有时操作后（如添加元素，删除元素）不确定i是否有效
auto i=vi.begin()+n;
vi.erase(i);
//尽量直接使用begin()和end()，避免使用中间量i
vi.erase(vi.begin()+n);
//下面的表达式更好，因为它会自动更新i
i=vi.erase(i);