map和vector的迭代器失效问题（某公司招聘笔试试题）

当删除一个STL容器(比如map, vector)中的某个元素时，会引起迭代器失效，所以，我们务必提高警惕。某次笔试，我遇到这样一个题目：删除map<int, int>中value为5的倍数的元素。该题看起来很自然很简单，实则有迭代器失效的陷阱。

如果对迭代器失效问题一无所知，则很容易写出如下的错误代码：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;typedef map<int, int> Map;
typedef map<int, int>::iterator MapIt;void print(Map &m)
{MapIt it;for(it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << it->second << " ";}cout << endl;
}void deleteValueFromMap(Map &m, int n = 5)
{MapIt it;for(it = m.begin(); it != m.end(); it++){if(0 == it->second % n){m.erase(it);}}
}int main()
{Map m;int i = 0;for(i = 0; i < 21; i++){m[i] = i;}print(m);deleteValueFromMap(m); // 程序崩溃return 0;
}

运行上述程序，结果程序崩溃，什么原因呢？原来，对于关联的容器map来说， m.erase(it);后， it就失效了，而for循环中有it++, 自然而然会出问题啊。那怎么办呢？且看：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;typedef map<int, int> Map;
typedef map<int, int>::iterator MapIt;void print(Map &m)
{MapIt it;for(it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << it->second << " ";}cout << endl;
}void deleteValueFromMap(Map &m, int n = 5)
{MapIt it;MapIt tmp;for(it = m.begin(); it != m.end(); /*不能再自增了*/){if(0 == it->second % n){tmp = it++;m.erase(tmp);}else{it++;}}
}int main()
{Map m;int i = 0;for(i = 0; i < 21; i++){m[i] = i;}print(m);deleteValueFromMap(m); // 程序okprint(m);return 0;
}

结果为:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 13 14 16 17 18 19

当然，上述程序也可以继续简化为：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;typedef map<int, int> Map;
typedef map<int, int>::iterator MapIt;void print(Map &m)
{MapIt it;for(it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << it->second << " ";}cout << endl;
}void deleteValueFromMap(Map &m, int n = 5)
{MapIt it;for(it = m.begin(); it != m.end(); /*不能再自增了*/){if(0 == it->second % n){m.erase(it++);}else{it++;}}
}int main()
{Map m;int i = 0;for(i = 0; i < 21; i++){m[i] = i;}print(m);deleteValueFromMap(m); // 程序okprint(m);return 0;
}

结果ok.

有的朋友肯定会问， m.erase(it++);就不会产生迭代器失效么？确实不会！为什么呢？这样从it++说起，为了简便起见，我们用p++来代替吧。看程序：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{char szTest[] = "abcdefg";char *p = szTest;cout << *p++ << endl;return 0;
}

大家都知道，结果为a. 但是，很多人错误地以为是先执行*p, 然后执行p++, 其实，这是个天大的误解。大家可以查一下*和++的执行顺序，虽然*和++的优先级相同，但此处采取的是右结合方式，实际上先执行的是p++, 不过， p++的返回值是原来的p, 也就是说, *p++的值还是a.
所以，在m.erase(it++);中，it++先执行，此时还没有erase，程序自然不会崩溃. 当it++执行完后，已经指向了下一个元素了，但it++的返回值还是当前元素，此时再删除它，合情合理。

OK, map的迭代器失效问题，我们先介绍到这里。

那vector又是怎样的现象呢？看程序：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;typedef vector<int> Vec;
typedef vector<int>::iterator VecIt;void print(Vec &v)
{VecIt it;for(it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}void deleteValueFromVector(Vec &v, int n = 5)
{VecIt it;for(it = v.begin(); it != v.end(); it++){if(0 == *it % n){v.erase(it);}}
}int main()
{Vec v;int i = 0;for(i = 0; i < 21; i++){v.push_back(i); // 不能再傻傻地用下标了}print(v);deleteValueFromVector(v); // 程序崩溃print(v);return 0;
}

运行程序，结果程序也崩溃，可见， vector也存在迭代器失效的问题，怎么改呢？如下：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;typedef vector<int> Vec;
typedef vector<int>::iterator VecIt;void print(Vec &v)
{VecIt it;for(it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}void deleteValueFromVector(Vec &v, int n = 5)
{VecIt it;for(it = v.begin(); it != v.end(); /*不能再自增了*/){if(0 == *it % n){v.erase(it); // vector元素自动向前挪动了(关联的map容器元素不会自动挪动)， 所以不能再把it进行++了}else{it++;}}
}int main()
{Vec v;int i = 0;for(i = 0; i < 21; i++){v.push_back(i); // 不能再傻傻地用下标了}print(v);deleteValueFromVector(v); // 程序okprint(v);return 0;
}

结果为：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 13 14 16 17 18 19

可见， vector迭代器失效的问题也不容忽视。

总之，下次说到迭代器失效（尤其涉及到容器大小的改变，比如删除，插入）时，一定要留个心眼。在实际编程中，如果稍不注意，则可能引起非常难以捕捉的bug, 折磨你我，何不提前防范呢？

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