C++迭代器iterator

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1、迭代器的概念

迭代器iterator是C++STL的组件之一，作用是用来遍历容器，而且是通用的遍历容器的方式。
说到C++STL组件就不得不提一下C++STL的六大组件了，它们分别是：顺序/无序容器、关联容器、容器适配器、迭代器、函数对象、泛型算法。

经典的迭代器遍历容器的代码如下：

Vector<int>::iterator it = vec1 .begin();
	for (; it != vec1 .end(); ++it)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

实际上C++1新标准的foreach语句，对于容器的遍历就是迭代器实现的，上面的语句可以简化为：

for(int val:vec)
	{
		cout << val << "";
	}
	cout << endl;

下面是迭代器的简单实现以及一些方法：

class iterator
	{
	public:
		// 定义友元类 
		friend class Vector<T>;

		iterator(T *p = nullptr) 
			:_ptr(p) {}
		bool operator!=(const iterator &it)const
		{
			return _ptr != it._ptr;
		}
		bool operator==(const iterator &it)const
		{
			return _ptr == it._ptr;
		}
		int operator-(const iterator &it)const
		{
			return _ptr - it._ptr;
		}
		void operator++() { _ptr++; }
		void operator--() { _ptr--; }
		T& operator*() { return *_ptr; }
	private:
		T *_ptr; // size
	};
	iterator begin() { return iterator(_first._ptr); }
	iterator end() { return iterator(_first._ptr + size()); }
	
	// 给it迭代器的位置，插入一个值为val的对象,返回插入位置的新的迭代器
	iterator insert(iterator it, const T &val)
	{
		// _first    _last [_first, _last]     _end
		if (_last == _end)
		{
			int offset = it._ptr - _first._ptr;
			resize();
			it._ptr = _first._ptr + offset;
		}

		for (T *p = _last._ptr-1; p >= it._ptr; --p)
		{
			mAllocator.construct(p+1, *p);
			mAllocator.destroy(p);
		}
		++_last;
		mAllocator.construct(it._ptr, val);
		return it;
	}

	// 删除it迭代器指向的位置，返回删除位置的最新的迭代器
	iterator erase(iterator it)  // it _ptr size:10
	{
		for (T *p = it._ptr; p < _last._ptr; ++p)
		{
			mAllocator.destroy(p);
			mAllocator.construct(p, *(p+1));
		}
		--_last; // _ptr--  size--
		return it;  // 为什么it没变，要进行返回
	}
private:
	iterator _first; // 指向起始位置
	iterator _last; // 最后一个元素的下一个位置
	iterator _end; // 指向末尾的下一个位置
	allocator mAllocator;  // 存储容器的空间配置器

	// 容器内存2倍扩容
	void resize()
	{
		if (_first._ptr == nullptr)
		{
			_first._ptr = mAllocator.allocate(sizeof(T));
			_last._ptr = _first._ptr;
			_end._ptr = _first._ptr + 1;
		}
		else
		{
			int size = _last._ptr - _first._ptr;
			T *ptmp = mAllocator.allocate(2 * sizeof(T) * size);
			for (int i = 0; i < size; ++i)
			{
				mAllocator.construct(ptmp+i, _first._ptr[i]);
			}
			
			for (int i = 0; i < size; ++i)
			{
				mAllocator.destroy(_first._ptr + i);
			}
			mAllocator.deallocate(_first._ptr);
			
			_first._ptr = ptmp;
			_last._ptr = _first._ptr + size;
			_end._ptr = _last._ptr + size;
		}
	}
};

迭代器失效问题

迭代器失效的问题归纳起来就两点：
1>、不同容器的迭代器是不能进行比较的。
2>、容器的元素进行增加删除操作后，原来的迭代器就会失效
那应该怎么解决呢？就是要对迭代器进行实时进行更新。
如下代码：

#include <vector>
#include <iostream>
int main()
{
	std::vector<int> vec1;
	for (int i = 0; i < 20; ++i)
	{
		vec1.push_back(rand() % 100);
	}

	// 删除所有偶数
	auto it = vec1.begin();
	while (it != vec1.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			// 这里要对迭代器进行实时更新，否则容器元素改变，it迭代器失效！
			it = vec1.erase(it);
		}
		else
		{
			++it;
		}
	}

	for (int v : vec1)
	{
		std::cout << v << " ";
	}
	std::cout << std::endl;
	return 0;
}

例子：vector中删除一个元素，会导致迭代器失效，具体看图：

如果我要删除这里面的3，结果正确后本来应该剩下1和4，但是vector里面的erase删除后，返回下一个位置的迭代器也就是第二个3，在it++后，直接跳过第二个3，在最后里面还有1 3 4，这就是迭代器失效。
既然知道了失效，那应该怎么解决呢？就是要对迭代器进行实时进行更新。

1.继续使用库里的erase,接收返回值，但最后it++时，要分情况，代码如下：

for(it = a.begin(); it != a.end;)
	{
		if(*it == 3)
		{
			it = array.erase(it);
		}
		else
		{
			it++;
		}
	}

2.修改erase，给参数加上引用，重置it

for(it = a.begin(); it != a.end;)
	{
		if(*it == 3)
		{
			array.erase(it);
		}
			it++;
	}