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面試知識點總結——迭代器失效問題

在STL中的容器按儲存方式分為兩類,一類是按以陣列形式儲存的容器(如:vector、deque);另一類是以不連續節點形式儲存的容器(如:list、set、map)。在使用erase方法來刪除元素時,需要注意一些問題。

  1. list, set, map容器

    在使用list、set或map遍歷刪除某些元素時可以這樣使用:

    //正確方法1
    std::list<int> List;
    std::list<int>::iterator itList;
    for(itList = List.begin(); itList != List.end();)
    {
       if(WillDelete( *itList))
       {
           itList = List.erase(itList); //通過erase方法的返回值來獲取下一個元素的位置
    } else itList++; } //正確方法2 std::list<int> List; std::list<int>::iterator itList; for(itList = List.begin(); itList != List.end();) { if(WillDelete(*itList)) { List.erase(itList++); //在呼叫erase方法之前先使用++來獲取下一個元素的位置 } else itList++; } //錯誤方法1 std::list<int
    >
    List; std::list<int>::iterator itList; for(itList = List.begin(); itList != List.end(); itList++) { if(WillDelete(*itList)) { List.erase(itList);//在呼叫erase方法之後使用“++”來獲取下一個元素的位置,由於在呼叫erase方法以後,該元素的位置已經被刪除,如果在根據這個舊的位置來獲取下一個位置,則會出現異常。 } } //錯誤方法2 std::list<int> List; std::list
    <int>
    ::iterator itList; for(inList = List.begin(); itList != List.end();) { if(WillDelete(*itList)) { itList = List.erase(++itList); } else itList++; }
  2. vector,deque容器

    在使用vector、deque遍歷刪除元素時,也可以通過erase的返回值來獲取下一個元素的位置:

    std::vector<int> Vec;
    std::vecctor<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“正確方法2”來遍歷刪除。原因是:對於關聯容器,刪除當前的iterator,僅僅會使當前的iterator失效,只要在erase時,遞增當前iterator即可。這是因為map之類的容器,使用了紅黑樹來實現,插入、刪除一個結點不會對其他節點造成影響。

    對於序列式容器,刪除當前的iterator會使後面所有元素的iterator都失效。這是因為他們使用了連續分配的記憶體,刪除一個元素導致後面所有的元素會想前移動一個位置。還好erase方法會返回下一個有效的iterator。

    對於list來說,它使用了不連續分配的記憶體,並且它的erase方法也會返回下一個有效的iterator,因此上面兩種方法都可以使用。

  3. 迭代器失效的情況

    • vector

      內部資料結構:陣列

      隨機訪問每個元素,所需要的時間為常量。

      在末尾增加或刪除元素所需時間與元素數目無關,在中間或開頭增加或刪除元素所需時間隨元素數目呈線性變化。

      可動態增加或減少元素,記憶體管理自動完成,但程式設計師可以使用reserve()成員函式來管理記憶體。

      vector的迭代器在記憶體重新分配時將失效(它所指向的元素在該操作的前後不再相同) 。當把超過capacity() - size()個元素插入vector中時,記憶體會重新分配,所有迭代器都將失效;否則,指向當前元素以後的任何元素的迭代器都將失效。當刪除元素時,指向被刪除元素以後的任何元素的迭代器都將失效。

    • deque

      內部資料結構:陣列

      隨機訪問每個元素,所需要的時間為常量。

      在開頭和末尾增加元素所需時間與元素數目無關,在中間增加或刪除所需要時間隨元素數目呈線性變化。

      可動態增加或減少元素,記憶體管理自動完成,不提供用於記憶體管理的成員函式。

      增加任何元素都將使deque的迭代器失效。在deque的中間刪除元素將使迭代器失效。在deque的頭或尾刪除元素時,只有指向該元素的迭代器失效。

    • list

      內部資料結構:雙向環狀連結串列

      不能隨機訪問一個元素

      可雙向遍歷

      在開頭、末尾和中間任何地方增加或刪除元素所需時間都為常量。

      可動態增加或減少元素,記憶體管理自動完成。

      增加任何元素都不會使迭代器失效。刪除元素時,除了指向當前被刪除元素的迭代器外,其他迭代器都不會失效。

    • slist

      內部資料結構:單向連結串列

      不可雙向遍歷,只能從前到後地遍歷。

      其他特性同list相似

    • stack

      介面卡,它可以將任意型別的序列容器轉換為一個堆疊,一般使用deque作為支援的序列容器。

      元素只能後進先出(LIFO)

      不能遍歷整個stack。

    • queue

      介面卡,它可以將任意型別的序列容器轉換為一個佇列,一般使用deque作為支援的序列容器。

      元素只能先進先出(FIFO)

      不能遍歷整個queue。

    • priority_queue

      介面卡,它可以將任意型別的序列容器轉換為一個優先順序佇列,一般使用vector作為底層儲存方式。 只能訪問第一個元素,不能遍歷整個priority_queue。 第一個元素始終是優先順序最高的一個元素。

    • set

      鍵和值相等。

      鍵唯一。

      元素預設按升序排列。

      如果迭代器所指向的元素被刪除,則該迭代器失效。其它任何增加、刪除元素的操作都不會使迭代器失效。

    • multiset

      鍵可以不唯一。
      其它特點與set相同。

    • hash_set

      與set相比較,它裡面的元素不一定是經過排序的,而是按照所用的hash函式分派的,它能提供更快的搜尋速度(當然跟hash函式有關)。 其它特點與set相同。

    • hash_multiset

      鍵可以不唯一。 其它特點與hash_set相同。

    • map

      鍵唯一。

      元素預設按鍵的升序排列。

      如果迭代器所指向的元素被刪除,則該迭代器失效。其他任何增加、刪除元素的操作都不會使迭代器失效。

    • multimap

      鍵可以不唯一。

      其他特點與map相同。

    • hash_map

      與map相比較,它裡面的元素不一定是按鍵值排序的,而是按照所用的hash函式分派的,它能提供更快的搜尋速度(當然也跟hash函式有關)。

      其它特點與map相同。

    • hash_multimap

      鍵可以不唯一。

      其他特點與hash_map相同。