Question

当insert进入std::vector C ++标准时，只要capacity没有用尽，插入点之前的所有迭代器都会保持有效（参见[23.2.4.3/] 1]或std::vector iterator invalidation）。

在插入点保持有效（如果容量没有用尽）后不允许迭代器的原因是什么？当然，他们会指向一个不同的元素，但是（从std::vector的假设实现），仍然可以使用这样的迭代器（例如取消引用它或增加它）。

Answer 1

你似乎在考虑一个“无效”的迭代器，因为它只会在使用时引发崩溃，但标准的定义更广泛。它包括迭代器仍然可以安全地解除引用的可能性，但不再指向它预期指向的元素。（这是观察的特殊情况，“未定义的行为”不意味着“您的程序将立即崩溃”;它也可能意味着“您的程序将默默地计算错误的结果”甚至“没有” 此实现会发生明显错误。“）

更容易证明为什么这是erase的问题：

#include <vector>
#include <iostream>
int main(void)
{
    std::vector<int> a { 0, 1, 2, 3, 4, 4, 6 };

    for (auto p = a.begin(); p != a.end(); p++) // THIS IS WRONG
        if (*p == 4)
            a.erase(p);

    for (auto p = a.begin(); p != a.end(); p++)
        std::cout << ' ' << *p;

    std::cout << '\n';
}

在C ++的典型实现中，此程序不会崩溃，但它会打印0 1 2 3 4 6，而不是0 1 2 3 6，因为删除了第一个4 无效 p - 通过推进第二个4。

您的C ++实现可能有一种特殊的“调试”模式，运行时该程序会崩溃。例如，GCC 4.8：

$ g++ -std=c++11 -W -Wall test.cc && ./a.out
 0 1 2 3 4 6

但

$ g++ -std=c++11 -W -Wall -D_GLIBCXX_DEBUG test.cc && ./a.out
/usr/include/c++/4.8/debug/safe_iterator.h:307:error: attempt to increment 
    a singular iterator.

Objects involved in the operation:
iterator "this" @ 0x0x7fff5d659470 {
type = N11__gnu_debug14_Safe_iteratorIN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiNSt9__cxx19986vectorIiSaIiEEEEENSt7__debug6vectorIiS6_EEEE (mutable iterator);
  state = singular;
  references sequence with type `NSt7__debug6vectorIiSaIiEEE' @ 0x0x7fff5d659470
}
Aborted

请理解该程序以任何方式引发未定义的行为。只是在调试模式下未定义行为的后果更为显着。

Answer 2

矢量会动态增长，因此当您按下矢量时，如果项目没有空间，则需要为其分配内存。标准规定vector必须将其元素存储在连续的内存中，因此在分配内存时，必须足以存储所有现有元素，再加上新元素。

向量不知道自身的任何迭代器，因此无法将它们更新为新的元素存储。因此，在重新分配内存后，迭代器无效。

Answer 3

向量不知道哪些迭代器存在。然而，插入元素后元素的内存位置发生了变化。这意味着，需要更新迭代器以反映它们保持有效的更改。但是向量无法执行此更新，因为它不知道存在哪些迭代器。

为什么std :: vector :: insert会在插入点之后使所有迭代器无效

3 个答案: