迭代器失效,有两个层面的意思:

1. 无法通过迭代器++,--操作遍历整个stl容器。记作: 第一层失效。
2. 无法通过迭代器存取迭代器所指向的内存。  记作: 第二层失效。

vector是个连续内存存储的容器，如果vector容器的中间某个元素被删除或从中间插入一个元素， 有可能导致内存空间不够用而重新分配一块大的内存。

这个动作将导致先前获取的迭代器,，第一层和第二层均失效。

造成失效的两个函数:

• insert（i, value）
  在迭代器i前插入一个元素value, 返回指向value迭代器
• erase(i)
  删除迭代器i位置的元素， 返回指向后一个元素的迭代器

避免失效的方法：

• i = insert（i, value）
• i = erase(i)

造成失效的原因是因为内存的重新分配, 保留下来的迭代器不再指向容器中原来的元素…

下面我们来看一下执行这两个操作时内存分配的具体情况:

1. erase操作

//erase操作
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    vector<int>q{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int cnt = 0;
    int flag = 0;
    for(vector<int>::iterator i = q.begin(); i != q.end(); ++i){
        ++cnt;
        if(cnt > 15){
            cout<<"gg"<<endl;
            break;
        }
        if(*i == 3)              //删除第三个
           i = q.erase(i);
        cout << *i << endl;
        cout << &(*i) << endl;
    }
    return 0;
}

output:

  1
  0xc72158
  2
  0xc7215c
  4
  0xc72160
  5
  0xc72164
  6
  0xc72168
  7
  0xc7216c
  8
  0xc72170
  9
  0xc72174
  10
  0xc72178 

输出结果分析:

当删除第3个元素以后我们发现第四个元素是紧邻第二个元素的（刚好差一个int的内存）

也就是说vector执行erase（i）后会将迭代器i之后的元素逐个向前移动一个type单位

这也就是i及i之后所有迭代器失效的原因…

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2. insert操作（内存不足时）

//insert操作
//内存不够情况
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){

    vector<int>q{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};                                 //  c++11列表初始化
    vector<int>::iterator j = q.begin();
    j++;
    cout<<"第二个元素:"<<*j<<endl;
    cout<<"第二个元素地址:"<<&(*j)<<endl;
    cout<<"初始vector分配的容量:"<<q.capacity()<<endl;                  //  有多少元素即分配多少内存
    int cnt = 0;
    int flag = 0;  //flag保证只插入一次


    for(vector<int>::iterator i = q.begin(); i != q.end(); ++i){
        ++cnt;
        if(cnt > 15){
            cout<< "gg" <<endl;
            break;
        }
        if(*i == 3&&!flag){
            flag = 1;
            i = q.insert(i,22);
            cout<<"\n插入后第二个元素:"<<*j<<endl;
            cout<<"插入后第二个元素地址:"<<&(*j)<<endl;
            cout<<"插入元素后vector分配的容量:" <<q.capacity() <<endl;
        }
        cout << *i << endl;
        cout << &(*i) << endl;
    }
    return 0;
}

output:

  第二个元素:2
  第二个元素地址:0xe5215c
  初始vector分配的容量:10
  1
  0xe52158
  2
  0xe5215c

  插入后第二个元素:15007936
  插入后第二个元素地址:0xe5215c
  插入元素后vector分配的容量:20
  22
  0xe52190
  3
  0xe52194
  4
  0xe52198
  5
  0xe5219c
  6
  0xe521a0
  7
  0xe521a4
  8
  0xe521a8
  9
  0xe521ac
  10
  0xe521b0

输出结果分析:

vector内存分配策略为 二倍扩容 , 每次当内存不够的情况下vector会将容量扩展为当前的两倍.

那这些新分配的会在原内存的后面吗？ 根据输出结果显然不是的。

上例代码在插入元素22 后, 新的3号元素内存位置距离上一个元素不是4byte(1个int单位), 也就是说

当vector扩容时, 会在另一个内存分配一段新的内存(原内存的二倍). 并把原内存中的元素全部拷贝到新内存中…

指向二号元素的迭代器在插入操作之后指向的值由2变成了15007936,也验证了上述结论.

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3. insert操作（内存充足时）

//insert操作
//内存充足情况
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){

    vector<int>q{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};                             
    q.push_back(11);
    cout<<"初始vector分配的容量:"<<q.capacity()<<endl;                  
    int cnt = 0;
    int flag = 0;  //flag保证只插入一次


    for(vector<int>::iterator i = q.begin(); i != q.end(); ++i){
        ++cnt;
        if(cnt > 15){
            cout<< "gg" <<endl;
            break;
        }
        if(*i == 3&&!flag){
            flag = 1;
            i = q.insert(i,22);
            cout<<"插入元素后vector分配的容量:" <<q.capacity() <<endl;
        }
        cout << *i << endl;
        cout << &(*i) << endl;
    }
    return 0;
}

output:

  初始vector分配的容量:20
  1
  0x1f2188
  2
  0x1f218c
  插入元素后vector分配的容量:20
  22
  0x1f2190
  3
  0x1f2194
  4
  0x1f2198
  5
  0x1f219c
  6
  0x1f21a0
  7
  0x1f21a4
  8
  0x1f21a8
  9
  0x1f21ac
  10
  0x1f21b0
  11
  0x1f21b4

输出结果分析:

很显然当内存充足的情况下, 执行insert操作只会将迭代器i及i之后的的所有元素向后移动一个type单位.所以这种情况下即使没有使用返回值也不会发生迭代器失效