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。
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
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。
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。