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编程之家收集整理的这篇文章主要介绍了(C++)错误的map删除操作和STL中容器的迭代器的底层实现机制1.错误的map删除操作2.STL中容器的迭代器的底层实现机制参考文献编程之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

假设有个map容器,用于存储大学班级中各个家乡省份对应的学生数,key为省份中文全拼,value为学生数。现需要删除人数为0的记录,删除代码如下:

猛一看,没问题,仔细一看,有巨坑,STL容器的删除和插入操作隐藏的陷阱主要有如下两条。 (1)对于节点式容器(map, list, set)元素的删除,插入操作会导致指向该元素的迭代器失效,其他元素迭代器不受影响; (2)对于顺序式容器(vector,string,deque)元素的删除、插入操作会导致指向该元素以及后面的元素的迭代器失效。

所以,在删除一个元素的时候,是没有什么问题的。即:

但是,当删除多个元素时,程序会出现崩溃。原因是通过迭代器删除指定的元素时,指向那个元素的迭代器将失效,如果再次对失效的迭代器进行++操作,则会带来未定义行为,程序崩溃。解决方法有二,还是以上面的map容器为例,示例删除操作的正确实现:

如何更加简洁的实现该方法呢?下面给出该方法的《Effective STL》一书的具体实现:

该实现方式利用了后置++操作符的特性,在erase操作之前,迭代器已经指向了下一个元素。

再者map.erase()返回指向紧接着被删除元素的下一个元素的迭代器,所以可以实现如下:

**方法二:**当删除满足某些条件的元素,可以使用remove_copy_if & swap方法。先通过函数模板remove_copy_if 按照条件拷贝(copy)需要的元素到临时容器中,剩下未被拷贝的元素就相当于被“删除(remove)”了,然后在将两个容器中的元素交换(swap)即可,可以直接调用map的成员函数swap。参考代码

#include <iostream>#include <string>#include <map>#include <algorithm>#include <iterator>  using namespace std;map<string,int> mapCount;//不拷贝的条件bool notcopy(pair<string,int> key_value)

程序输出结果:

这种方法的缺点:虽然实现两个map的交换的时间复杂度是常量级,一般情况下,拷贝带来的时间开销会大于删除指定元素的时间开销,并且临时map容器也增加了空间的开销。

2.STL中容器的迭代器的底层实现机制

提到STL,必须要马上想到其主要的6个组成部件,分别是:容器、迭代器、算法、仿函数、适配器和空间分配器,迭代器是连接容器和算法的一种重要桥梁。

STL中容器迭代器的本质是类对象,其作用类似于数据库中的游标(cursor),除此之外迭代器也是一种设计模式。我们可以对它进行递增(或选择下一个)来访问容器中的元素,而无需知道它内部是如何实现的。其行为很像指针,都可以用来访问指定的元素。但是二者是完全不同的东西,指针代表元素的内存地址,即对象在内存中的存储位置,而迭代器则代表元素在容器中的相对位置。

自定义一个迭代器,就要重载迭代器一些基本操作符:*(解引用)、++(自增)、==(等于)、!=(不等于)、=(赋值),以便它在range for语句中使用。range for是C++11中新增的语句,如我们对一个集合使用语句for (auto i : collection ) 时,它的含义其实为:

begin和end是集合的成员函数,它返回一个迭代器。如果让一个类可以有range for的操作,它必须满足以下几条: (1)拥有begin和end函数,它们均返回迭代器 ,其中end函数返回一个指向集合末尾,但是不包含末尾元素的值,即用集合范围来表示,一个迭代器的范围是 [ begin, end ) 一个左闭右开区间。 (2)必须重载++、!=和解引用(*)运算符。迭代器看起来会像一个指针,但是不是指针。迭代器必须可以通过++最后满足!=条件,这样才能够终止循环。

下面给出最简单的实现代码。我们定义一个CPPCollection类,里面有个字符串数组,我们让它能够通过range for将每个字符串输出来。