STL的erase()陷阱迭代器失效总结

下面材料整理自Internet&著作。
STL中的容器按存储方式分为两类，一类是按以数组形式存储的容器（如：vector 、deque)；另一类是以不连续的节点形式存储的容器（如：list、set、map）。在使用erase方法来删除元素时，需要注意一些问题。

      在使用 list、set 或 map遍历删除某些元素时可以这样使用：

正确使用方法1

      std::list< int> List;
      std::list< int>::iterator itList;
      for( itList = List.begin(); itList != List.end(); )
      {
            if( WillDelete( *itList) )
            {
               itList = List.erase( itList);
            }
            else
               itList++;
      }

       或

正确使用方法2

      std::list< int> List;
      std::list< int>::iterator itList;
      for( itList = List.begin(); itList != List.end(); )
      {
            if( WillDelete( *itList) )
            {
               List.erase( itList++);
            }
            else
               itList++;
      }

      
      下面是两个错误的使用方法：

错误使用方法1

      std::list< int> List;
      std::list< int>::iterator itList;
      for( itList = List.begin(); itList != List.end(); itList++)
      {
            if( WillDelete( *itList) )
            {
               List.erase( itList);
            }
      }

         或

错误使用方法2

      std::list< int> List;
      std::list< int>::iterator itList;
      for( itList = List.begin(); itList != List.end(); )
      {
            if( WillDelete( *itList) )
            {
               itList = List.erase( ++itList);
            }
            else
               itList++;
      }

      正确使用方法1：通过erase方法的返回值来获取下一个元素的位置
      正确使用方法2：在调用erase方法之前先使用 “++”来获取下一个元素的位置
      错误使用方法1：在调用erase方法之后使用“++”来获取下一个元素的位置，由于在调用erase方法以后，该元素的位置已经被删除，如果在根据这个旧的位置来获取下一个位置，则会出现异常。
      错误使用方法2：同上。

      这里“++”运算符与我们平常的理解刚好相反，erase( itList++) 是先获取下一个元素的位置在删除； erase( ++itList) 是删除以后再获取下一个元素的位置。 

     在使用 vector、deque遍历删除元素时，也可以通过erase的返回值来获取下一个元素的位置：

正确使用方法

      std::vector< int> Vec;
      std::vector< int>::iterator itVec;
      for( itVec = Vec.begin(); itVec != Vec.end(); )
      {
            if( WillDelete( *itVec) )
            {
                 itVec = Vec.erase( itVec);
            }
            else
               itList++;
      }

      

注意：vector、deque 不能像上面的“正确使用方法2”的办法来遍历删除。原因请参考Effective STL条款9。摘录到下面：

1. 对于关联容器(如map, set, multimap,multiset)，删除当前的iterator，仅仅会使当前的iterator失效，只要在erase时，递增当前iterator即可。这是因为map之类的容器，使用了红黑树来实现，插入、删除一个结点不会对其他结点造成影响。

for (iter = cont.begin(); it != cont.end();)
{
   (*iter)->doSomething();
   if (shouldDelete(*iter))
      cont.erase(iter++);
   else
      ++iter;
}

因为iter传给erase方法的是一个副本，iter++会指向下一个元素。

2. 对于序列式容器(如vector,deque)，删除当前的iterator会使后面所有元素的iterator都失效。这是因为vetor,deque使用了连续分配的内存，删除一个元素导致后面所有的元素会向前移动一个位置。还好erase方法可以返回下一个有效的iterator。

for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
   (*it)->doSomething();
   if (shouldDelete(*iter))
      iter = cont.erase(iter); 
   else
      ++iter;
}

3. 对于list来说，它使用了不连续分配的内存，并且它的erase方法也会返回下一个有效的iterator，因此上面两种方法都可以使用。

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迭代器失效的情况：

(1) vector
内部数据结构：数组。
随机访问每个元素，所需要的时间为常量。
在末尾增加或删除元素所需时间与元素数目无关，在中间或开头增加或删除元素所需时间随元素数目呈线性变化。
可动态增加或减少元素，内存管理自动完成，但程序员可以使用reserve()成员函数来管理内存。
vector的迭代器在内存重新分配时将失效（它所指向的元素在该操作的前后不再相同）。当把超过capacity()-size()个元素插入vector中时，内存会重新分配，所有的迭代器都将失效；否则，指向当前元素以后的任何元素的迭代器都将失效。当删除元素时，指向被删除元素以后的任何元素的迭代器都将失效。

(2)deque
内部数据结构：数组。
随机访问每个元素，所需要的时间为常量。
在开头和末尾增加元素所需时间与元素数目无关，在中间增加或删除元素所需时间随元素数目呈线性变化。
可动态增加或减少元素，内存管理自动完成，不提供用于内存管理的成员函数。
增加任何元素都将使deque的迭代器失效。在deque的中间删除元素将使迭代器失效。在deque的头或尾删除元素时，只有指向该元素的迭代器失效。

(3)list
内部数据结构：双向环状链表。
不能随机访问一个元素。
可双向遍历。
在开头、末尾和中间任何地方增加或删除元素所需时间都为常量。
可动态增加或减少元素，内存管理自动完成。
增加任何元素都不会使迭代器失效。删除元素时，除了指向当前被删除元素的迭代器外，其它迭代器都不会失效。

(4)slist
内部数据结构：单向链表。
不可双向遍历，只能从前到后地遍历。
其它的特性同list相似。

(5)stack
适配器，它可以将任意类型的序列容器转换为一个堆栈，一般使用deque作为支持的序列容器。
元素只能后进先出（LIFO）。
不能遍历整个stack。

(6)queue
适配器，它可以将任意类型的序列容器转换为一个队列，一般使用deque作为支持的序列容器。
元素只能先进先出（FIFO）。
不能遍历整个queue。

(7)priority_queue
适配器，它可以将任意类型的序列容器转换为一个优先级队列，一般使用vector作为底层存储方式。
只能访问第一个元素，不能遍历整个priority_queue。
第一个元素始终是优先级最高的一个元素。

(8)set
键和值相等。
键唯一。
元素默认按升序排列。
如果迭代器所指向的元素被删除，则该迭代器失效。其它任何增加、删除元素的操作都不会使迭代器失效。

(9)multiset
键可以不唯一。
其它特点与set相同。

(10)hash_set
与set相比较，它里面的元素不一定是经过排序的，而是按照所用的hash函数分派的，它能提供更快的搜索速度（当然跟hash函数有关）。
其它特点与set相同。

(11)hash_multiset
键可以不唯一。
其它特点与hash_set相同。

(12)map
键唯一。
元素默认按键的升序排列。
如果迭代器所指向的元素被删除，则该迭代器失效。其它任何增加、删除元素的操作都不会使迭代器失效。

(13)multimap
键可以不唯一。
其它特点与map相同。

(14)hash_map
与map相比较，它里面的元素不一定是按键值排序的，而是按照所用的hash函数分派的，它能提供更快的搜索速度（当然也跟hash函数有关）。
其它特点与map相同。

(15)hash_multimap
键可以不唯一。
其它特点与hash_map相同。