发布时间:2025-06-24 19:36:50  作者:北方职教升学中心  阅读量:518


- 迭代器失效的解决办法:在使用前,对迭代器重新赋值。

2.指定位置元素的删除操作erase().

erase删除pos位置元素后,pos位置之后的元素会往前移,没有导致底层空间的改变,理论上来讲迭代器是不会失效的。

vector的代码展示

#pragma once#include<iostream>#include<assert.h>namespace my_vector{	template<class T>	class vector	{	public:		typedef T* iterator;		typedef const T* const_iterator;		iterator begin()		{			return _start;		}		iterator end()		{			return _finish;		}		const_iterator begin() const		{			return _start;		}		const_iterator end() const		{			return _finish;		}		vector()			:_start(nullptr)			, _finish(nullptr)			, _end_of_storage(nullptr)		{}		~vector()		{			if (_start)			{				delete[] _start;				_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;			}		}		size_t size() const		{			return _finish - _start;		}		size_t capacity() const		{			return _end_of_storage - _start;		}		void push_back(const T& x)		{			if (_finish == _end_of_storage)			{				size_t newcapacity = (capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);				reserve(newcapacity);			}			*_finish = x;			++_finish;		}		iterator insert(iterator pos, const T& x)		{			assert(pos >= _start && pos <= _finish);			if (_finish == _end_of_storage)			{				size_t len = pos - _start;				size_t newcapacity = (capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);				reserve(newcapacity);				pos = _start + len;			}			iterator end = _finish - 1;			while (end >= pos)			{				*(end + 1) = *end;				end--;			}			*pos = x;			++_finish;			return pos;		}		void reserve(size_t n)		{			if (capacity() < n)			{				size_t sz = size();				T* tmp = new T[n];				if (_start)				{					//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);					for (size_t i = 0; i < sz; ++i)					{						tmp[i] = _start[i];					}					delete[] _start;				}				_start = tmp;				_finish = _start + sz;				_end_of_storage = _start + n;			}		}		T& operator[](size_t pos)		{			assert(pos < size());			return _start[pos];		}		const T& operator[](size_t pos) const		{			assert(pos < size());			return _start[pos];		}		iterator erase(iterator pos)		{			assert(pos >= _start && pos < _finish);			iterator it = pos + 1;			while(it != _finish)			{				*(it - 1) = *it;				it++;			}			_finish--;			return pos;		}		void pop_back()		{			erase(_finish - 1);		}		void resize(size_t n, const T& val = T())		{			if (n < size())			{				_finish = _start + n;			}			else			{				reserve(n);				while (_finish != _start + n)				{					*_finish = val;					++_finish;				}			}		}		vector(const vector<T>& v)		{			_start = new T[v.capacity()];			for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)			{				_start[i] = v._start[i];			}			_finish = _start + v.size();			_end_of_storage = _start + v.capacity();		}		void swap(vector<T>& v)		{			std::swap(_start, v._start);			std::swap(_finish, v._finish);			std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);		}		vector<T>& operator=(vector<T> v)		{			swap(v);			return *this;		}	private:		iterator _start;		iterator _finish;		iterator _end_of_storage;		};}

void reserve(size_t n){	if (capacity() < n)	{		size_t sz = size();		T* tmp = new T[n];		if (_start)		{			//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);			for (size_t i = 0; i < sz; ++i)			{				tmp[i] = _start[i];			}			delete[] _start;		}		_start = tmp;		_finish = _start + sz;		_end_of_storage = _start + n;	}}

设置一个reserve()函数,可以用来提高容量。

第一步:现有大致的类模板,类中的成员变量

第二步:构造函数、比如:vector的迭代器就是原生态指针T* 。

基本框架

在模拟实现vector之前我们应该对vector有个基本的框架,可以通过对源代码的分析与了解,实现自己的vector。

  • 迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构,其底层本质上就是一个指针,或者是对指针进行了封装。当vector扩容时,其底层原理旧空间就会被释放掉,而在使用之前的迭代器时,还是使用的之前未释放前的就空间,所以在对旧迭代器操作时,实际操作的是一块已经被释放的空间,而引起代码运行时崩溃。

    vector()			:_start(nullptr)			,_finish(nullptr)			,_end_of_sorage(nullptr)		{}

    设置一个构造函数,可以选择在初始化变量进行初始化成员变量。

    4.与vector类似,string在插入+扩容操作+erase之后,迭代器也会失效。

    iterator erase(iterator pos)		{			assert(pos >= _start && pos < _finish);			iterator it = pos + 1;			while(it != _finish)			{				*(it - 1) = *it;				it++;			}			_finish--;			return pos;		}

    设置一个erase()函数,用于删除指定位置的元素。

    结论:如果对象中涉及到资源管理时,千万不能使用memcpy进行对象之间的拷贝,因为memcpy是浅拷贝,否则可能会引起内存泄漏甚至程序崩溃。

    size_t size() const		{			return _finish - _start;		}

    设置一个size()函数,用来计算vector的数据个数。

    vector(const vector<T>& v){	_start = new T[v.capacity()];	for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)	{		_start[i] = v._start[i];	}	_finish = _start + v.size();	_end_of_storage = _start + v.capacity();}

    设置一个拷贝构造函数。

    动态二维数组的理解

    构造一个vv动态二维数组,vv中总共有n个元素,每个元素都是vector类型的,每行没有包含任何元素,如果n为5时:

    vv中元素填充完成之后:

    使用标准库中vector构建动态二维数组时与上图实际上是一致的。

    size_t capacity() const		{			return _end_of_storage - _start;		}

    设置一个capacity()函数,用来计算vector的容量大小。

    void push_back(const T& x)		{			if (_finish == _end_of_storage)			{				size_t newcapacity = (capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);				reserve(newcapacity);			}			*_finish = x;			++_finish;		}

    设置一个push_back()函数,可以用来后增数据。

    2.如果拷贝的是内置类型的元素,memcpy即高效又不会出错,但是如果拷贝的是自定义类型元素,并且自定义类型元素中涉及到资源管理时,就会出错,因为memcpy的拷贝实际是浅拷贝。

因此迭代器失效,实际上就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了,而此时使用了一块以及被释放了的空间,造成的后果就是程序崩溃(即继续使用已经失效的迭代器,程序可能会崩溃)。赋值运算符重载函数、析构函数、

3.注意:在Linux环境下,gcc编译器对迭代器的检测并不是非常严格,并没有vs下极端。

void resize(size_t n, const T& val = T())		{			if (n < size())			{				_finish = _start + n;			}			else			{				reserve(n);				while (_finish != _start + n)				{					*_finish = val;					++_finish;				}			}		}

设置一个resize()函数,可以用来添加单一数据并开辟空间。

上述三个例子总结:SGI STL中,迭代器失效后,代码并不一定会崩溃,但是运行结果肯定不对,如果it不在begin和end范围之内,肯定会崩溃的。

对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有:

1.会引起其底层空间改变的操作,都有可能是迭代器失效,比如:resize,reserve,insert,assign,push_back。

注意,这里使用for循环,而并没有使用memcpy的原因是:

1.memcpy是内存的二进制格式拷贝,将一段内存空间中的内容原封不动的拷贝到另外一个内存空间里。

iterator insert(iterator pos, const T& x)		{			assert(pos >= _start && pos <= _finish);			if (_finish == _end_of_storage)			{				size_t len = pos - _start;				size_t newcapacity = (capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);				reserve(newcapacity);				pos = _start + len;			}			iterator end = _finish - 1;			while (end >= pos)			{				*(end + 1) = *end;				end--;			}			*pos = x;			++_finish;			return pos;		}

设置一个insert()迭代器,用来插入数据。但是,如果pos位置刚好是最后一个元素,删除之后pos刚好是end的位置,而end位置是,没有元素的,那么pos就会失效。

【解决办法】:在以上操作完成之后,如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素,需要对迭代器重新赋值。拷贝构造函数这些默认函数

第三步:关注push_back(),reserve(),insert()等接口函数

模拟实现vector

namespace my_vector{	template<class T>	class vector	{	public:		typedef T* iterator;	private:		iterator _start;		iterator _finish;		iterator _end_of_storage;	};}

设置好一个命名空间,类,以及成员变量

void pop_back()		{			erase(_finish - 1);		}

设置一个pop_back()函数,用于尾删数据。这里需要注意的是需要提前知道_start与_finish之间的元素个数,以便设置_finish。

~vector()		{			if (_start)			{				delete[] _start;				_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;			}		}

设置一个析构函数,注意这里需要对_start进行判空,如果_start为空,则说明_start是是一空指针,则无法进行析构。因此删除vector中的任意位置上的元素时,vs就会认为该位置迭代器失效。注意,这里在扩容时会出现迭代器失效的问题,需要注意的是,在使用insert()的函数的时候,以后就不能使用形参迭代器,可能会失效。

void swap(vector<T>& v)		{			std::swap(_start, v._start);			std::swap(_finish, v._finish);			std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);		}		vector<T>& operator=(vector<T> v)		{			swap(v);			return *this;		}

设置一个赋值运算符重载函数,用于赋值构造。

T& operator[](size_t pos)		{			assert(pos < size());			return _start[pos];		}		const T& operator[](size_t pos) const		{			assert(pos < size());			return _start[pos];		}

设置一个下标+[ ]函数,用于寻找在某个位置的元素。

typedef T* iterator;		typedef const T* const_iterator;		iterator begin()		{			return _start;		}		iterator end()		{			return _finish;		}		const_iterator begin() const		{			return _start;		}		const_iterator end() const		{			return _finish;		}

设置迭代器函数,包括begin()和end(),注意需要存在权限的问题。