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C++中vector的iterator迭代器的理解

news 2025/7/23 11:55:18

在C++中，std::vector的迭代器（iterator）是一种用于遍历和访问容器元素的工具，其行为类似于指针。理解迭代器的位置需要从以下几个方面入手：

1. 迭代器的本质

迭代器是指向vector中某个元素的抽象指针。
它支持类似指针的操作，如解引用（*it）、自增（++it）等。
迭代器的类型通常是std::vector<T>::iterator（或const_iterator）。

2. 迭代器的位置范围

有效位置：
- 首元素：vec.begin() 指向第一个元素。
- 尾后位置：vec.end() 指向最后一个元素的下一个位置（不是最后一个元素！）。
- 中间位置：通过算术运算（如begin() + i）获得。
无效位置：
- 解引用vec.end()是未定义行为（UB）。
- 迭代器失效后（如vector扩容），再使用它是危险的。

3. 迭代器位置的操作

访问元素：

std::vector<int> vec = {10, 20, 30};
auto it = vec.begin(); // 指向10
std::cout << *it;      // 输出10
++it;                  // 指向20

算术运算：

auto it = vec.begin() + 1; // 指向20
std::cout << *(it - 1);    // 输出10（向前移动）

比较位置：

if (it == vec.end()) { /* 是否到达末尾 */ }

4. 迭代器失效问题

导致失效的操作：
- push_back、insert、resize等可能引发vector扩容的操作。
- erase会使被删除元素及其后的迭代器失效。

安全实践：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
auto it = vec.begin();
vec.push_back(4); // 可能导致it失效（若扩容）
// 此时应重新获取迭代器：it = vec.begin();

5. 特殊迭代器位置

反向迭代器：

auto rit = vec.rbegin(); // 指向最后一个元素（30）
++rit;                   // 指向倒数第二个元素（20）

常量迭代器：

auto cit = vec.cbegin(); // 不可修改指向的值

6. 代码示例

#include <iostream>
#include <vector>int main() {std::vector<int> vec = {10, 20, 30, 40};// 遍历元素for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {std::cout << *it << " "; // 输出：10 20 30 40}// 插入元素（可能导致迭代器失效）auto it = vec.begin() + 2;vec.insert(it, 25); // 在30前插入25// vec = {10, 20, 25, 30, 40}// 删除元素it = vec.begin() + 1;vec.erase(it);      // 删除20// vec = {10, 25, 30, 40}
}