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STL序列式容器中删除元素的方法和陷阱一 收藏 1 ．手工编写 for 循环代码删除 STL 序列式容器中元素的方法 例 1 ： #include <iostream> #include <vector> using namespace std; void main( ) { vector<int> vectInt; int i; // 初始化 vector 容器 for (i = 0; i < 5; i++ ) { vectInt.push_back( i ); } // 以下代码是要删除所有值为 4 的元素 vector<int>::iterator itVect = vectInt.begin(); for ( ; itVect != vectInt.end(); ++itVect ) { if ( *itVect == 4 ) { vectInt.erase( itVect ); } } int iSize = vectInt.size(); for ( i = 0 ; i < iSize; i++ ) { cout << " i= " << i << ", " << vectInt[ i ] << endl; }
} 例 2 ： #include <iostream> #include <vector> using namespace std; void main( ) { vector<int> vectInt; int i; // 初始化 vector 容器 for ( i = 0; i < 5; i++ ) { vectInt.push_back( i ); if ( 3 == i ) { // 使 3 的元素有两个，并且相临。这非常关键，否则将发现不了 bug 。 // 具体解释见下。 vectInt.push_back( i ); } } vector<int>::iterator itVect = vectInt.begin(); vector<int>::iterator itVectEnd = vectInt.end(); // 防止 for 多重计算 // 以下代码是要删除所有值为 3 的元素 for ( ; itVect != itVectEnd; ++itVect ) { if ( *itVect == 3 ) { itVect = vectInt.erase( itVect ); } } int iSize = vectInt.size(); for ( i = 0 ; i < iSize; i++ ) { cout << " i= " << i << ", " << vectInt[ i ] << endl; } 例 3 ： #include <iostream> #include <vector> using namespace std; void main( ) { vector<int> vectInt( 5 ); int i; vectInt[ 0 ] = 0; vectInt[ 1 ] = 1; vectInt[ 2 ] = 2; vectInt[ 3 ] = 3; vectInt[ 4 ] = 4; // 替换为 vectInt[ 4 ] = 3; 试试 vector<int>::iterator itVect = vectInt.begin(); vector<int>::iterator itVectEnd = vectInt.end(); // 防止 for 多重计算 // 以下代码是要删除所有值为 3 的元素 for ( ; itVect != itVectEnd; ) { if ( *itVect == 3 ) { itVect = vectInt.erase( itVect ); } else { ++itVect; } } int iSize = vectInt.size(); for ( i = 0 ; i < iSize; i++ ) { cout << " i= " << i << ", " << vectInt[ i ] << endl; } }
分析： 这里最重要的是要理解 erase 成员函数，它删除了 itVect 迭代器指向的元素，并且返回要被删除的 itVect 之后的迭代器， 迭代器相当于一个智能指针，指向容器中的元素，现在删除了这个元素，将导致内存重新分配，相应指向这个元素的迭代器之后的迭代器 就失效了，但 erase 成员函数返回要被删除的 itVect 之后的迭代器 。 例 1 将导致程序未定义的错误，在 windows 中即是访问非法内存，程序当掉。因为 vectInt.erase( itVect ); 调用后 itVect 之后的迭代器已无效了，所以当执行 ++itVect 后， *itVect 访问了非法内存。例 1 也是初学者最容易犯的错误，这个错误也比较容易发现。 例 2 可能会导致不能把 vectInt 中所有为 3 的元素删除掉。因为第一次删除成功时， itVect = vectInt.erase( itVect );itVect 为指向 3 之后的位置，之后再执行 ++itVect ， itVect 就掉过了被删除元素 3 之后的元素 3 ，导致只删除了一个为 3 的元素，这个 bug 比较隐蔽，因为如果不是两个均为 3 的元素相临，就将很难捕捉到这个 bug ，程序有可能在一段时间运行良好，但如碰到容器中两值相同的元素相临，则程序就要出问题。 例 3 ，对于本例你可能要说程序没有任何问题，解决了上面的两个 bug ，程序也运行正常。但且慢，你把 “ vectInt[ 4 ] = 4; ” 这一行改为 “ vectInt[ 4 ] = 3; ”试试，一运行，程序当掉，访问非法内存！你疑惑不解：从程序看不出 bug ，而且我还把 vectInt.end() 放在外面计算以防止 for 多重计算，提高效率。哈哈，问题就出在最后一句话！算法大师 Donald Knuth 有一句名言：不成熟的优化是一切恶果的根源（ Permature optimization is the root of all evil ）。由于在 for 循环中要删除元素，则 vectInt.end() 是会变化的，所以不能在 for 循环外计算，而是每删除一次都要重新计算，所以应放在 for 循环内。那你要问，为什么把 “ vectInt[ 4 ] = 4; ” 这一行改为 “ vectInt[ 4 ] = 3; ”程序就会当掉，而不改程序就很正常呢？这就跟 vector 的实现机制有关了。下面以图例详细解释。 vectInt 的初始状态为：
| end 0 1 2 3 4
删除 3 后，
| 新的 end | 原来的 end 0 1 2 4 4
注意上面“新的 end ”指向的内存并没有被清除，为了效率， vector 会申请超过需要的内存保存数据，删除数据时也不会把多余的内存删除。 然后 itVect 再执行 ++itVect ，因为此时 *itVect 等于 4 ，所以继续循环， 这时 itVect 等于“新的 end ”但不等于“原来的 end ”（它即为 itVectEnd ），所以继续，因为 *itVect 访问的是只读内存得到的值为 4 ，不等于 3 ，故不删除，然后执行 ++itVect 此时 itVect 等于 itVectEnd 退出循环。从上面过程可以看出，程序多循环了一次（删除几次，就要多循环几次），但程序正常运行。 如果把 “ vectInt [ 4 ] = 4; ” 这一行改为 “ vectInt [ 4 ] = 3; ”过程如下：
| end 0 1 2 3 3
删除 3 后，
| 新的 end | 原来的 end 0 1 2 3 3
删除第 2 个 3 后，
| 新的 end | 原来的 end 0 1 2 3 3
这时 itVect 等于“新的 end ”但不等于“原来的 end ”（它即为 itVectEnd ），所以继续，因为 *itVect 访问的是只读内存得到的值为 3 ，等于 3 ，所以执行删除，但因为 *itVect 访问的是只读内存不能删除，所以程序当掉。 综上，我们知道当要删除的值在容器末尾时，会导致程序删除非法内存，程序当掉；即使程序正常运行，也是 for 循环多执行了等于删除个数的循环。所以把 vectInt.end() 放在 for 循环外面执行，完全是错误的。对于 list 容器， list.end() 在删除过程中是不会变的，可以把它放在 for 循环外面计算，但由于 list.end() 是个常量，把 list.end() 放在 for 循环中计算编译器应该可以优化它。从安全考虑，除非你能保证 for 循环中不会改变容器的大小，否则都应该对容器的值在 for 循环中计算，对于 vectInt.size() 这样的计算，也应该在 for 循环中计算，不要因为微小的优化而导致程序出错。
正确的方法： 例 4 ： #include <iostream> #include <vector> using namespace std; void main( ) { vector<int> vectInt; int i; for ( i = 0; i < 5; i++ ) { vectInt.push_back( i ); if ( 3 == i ) { // 使 3 的元素有两个，并且相临。 vectInt.push_back( i ); } } vector<int>::iterator itVect = vectInt.begin(); // 以下代码是要删除所有值为 3 的元素 for ( ; itVect != vectInt.end(); ) { // 删除 ++itVect{ if ( *itVect == 3 ) { itVect = vectInt.erase( itVect ); } else { ++itVect; } } // 把 vectInt.size() 放在 for 循环中 for ( i = 0 ; i < vectInt.size(); i++ ) { cout << " i= " << i << ", " << vectInt[ i ] << endl; } 运行结果为： i= 0, 0 i= 1, 1 i= 2, 2 i= 3, 4 从结果显示值为 3 的元素确实被删除了。
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