返回值的问题

[csbdong]

一小段代码

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
int main()
{
    vector<int> iv={0,1,2,3,4};
    vector<int>::iterator iter=iv.begin(),mid=iv.begin()+iv.size()/2;
    int some_val=1;
    while(iter!=mid)
    {
        if(*mid==some_val)
        mid=iv.insert(mid,2*some_val);
        else --mid;
    }
    return 0;
}

运行时候返回值出问题了。

不知道问题出在哪里。感觉逻辑应该不错的。

[pezy]

问题出在，insert 操作之后，vector 的空间恰好发生了再分配，使 iter 无效。导致 while 无法正常结束。

在 while 循环前面加上这么一句：

iv.reserve(iv.size() * 2);

即可解决。

[csbdong]

@pezy 在9.3.1节提到了向一个vector、string或者deque插入元素会使得所有只想容器的迭代器、引用和指针失效。 我的疑问是 1.在vector<int>::iterator iter=iv.begin() 进行第一次赋值之后，进入while循环，然后只要插入元素，那么iter的值就会失效吗？？？ 是不是说如果mid=iv.insert(mid,2*some_val); 改为iv.insert(mid,2*some_val); 那么mid的值也会失效？？？ 2.为什么代码如下修改：

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
int main()
{
   //修改1    
    vector<int> iv={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    vector<int>::iterator iter=iv.begin(),mid=iv.begin()+iv.size()/2;
  //修改2
  int some_val=4;
    while(iter!=mid)
    {
        if(*mid==some_val)
        mid=iv.insert(mid,2*some_val);
        else --mid;
    }
    return 0;
}

就无返回值错误的问题了？？而不要加上iv.reserve(iv.size() * 2);

[pezy]

在vector::iterator iter=iv.begin() 进行第一次赋值之后，进入while循环，然后只要插入元素，那么iter的值就会失效吗？？？

insert 导致失效，有两种情况：

1. 内存空间不足，发生重分配，会导致所有迭代器失效。
2. 内存空间足够，未发生重分配，会导致 insert 位置之后的迭代器失效。

据此，如果是第二种情况，iter 是不会失效的。而第一种情况，肯定失效。

是不是说如果mid=iv.insert(mid,2_some_val); 改为iv.insert(mid,2_some_val); 那么mid的值也会失效？？？

是的，因为 insert 是在 mid 之前插入，mid 在插入点后面，无论哪种情况都会失效。但如果被赋值为返回值，那是指向插入元素的迭代器，显然是有效的。

就无返回值错误的问题了？？而不要加上iv.reserve(iv.size() * 2);

这属于第二种情况。不同机器、不同编译器都会有不同的空间增长策略，所以是否会发生重分配，都是不一定的。你上面所谓没问题的代码，在我这跑就会出现错误。

你可以试试下面的代码：

#include <iostream>
#include <vector>

using std::vector;

int main()
{
    vector<int> iv = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    vector<int>::iterator iter = iv.begin(), mid = iv.begin() + iv.size() / 2;

    std::cout << iv.capacity() << std::endl;

    int some_val = 4;
    while (iter != mid) {
        if (*mid == some_val)
            mid = iv.insert(mid, 2 * some_val);
        else --mid;
    }

    std::cout << iv.capacity() << std::endl;

    return 0;
}

看看两行输出是否一致，来验证上述的分析。

[csbdong]

@pezy 我说下我现在的理解，不知道是不是正确，如果有误，还请指出。 我测试了你刚刚给我的代码。结果是10，20 而我将代码对应的vector<int> iv = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};改为vector<int> iv = {0, 1, 2, 3, 4}; 结果就是5，5 我有三点理解： capacity()函数：指出最少要多少元素才会使其容量重新分配，即是重新分配内存空间的条件。 1.对于第一次结果10，20。容器的内存原有空间够分配。执行前需重新分配的临界点大小是10，空间有余，执行后是20，所以元素可以在原位置之后继续放置，不需要重新分配，迭代器有效，正常执行。（这个说法不知道对不对） 2.对于第二次结果5，5。证明容器的内存原有空间不够分配执行前大小是5，空间正好塞满元素，执行后还是5，所以元素无法在原位置放置，所以进行了重新分配，导致迭代器失效，所以返回值错误，即while无法合理跳出。 3.加上了iv.reserve(iv.size() * 2);用reserve(size_type)扩大capacity值。使得在循环前后内存空间都是充足的，因此在insert元素位置之前的迭代器均有效，所以iter有效，mid被赋值也有效。因此执行无误。

[pezy]

@csbdong

capacity()函数：指出最少要多少元素才会使其容量重新分配，即是重新分配内存空间的条件。

说法不准确，准确定义如下：

Returns the number of elements that the container has currently allocated space for.

即，目前分配的内存空间所能容纳最多的元素个数。

我上面的代码，是希望用 capacity 的变化来说明空间的重分配。而你貌似理解有偏差，那么，请自行在插入循环之后，输出容器中的所有元素，以供分析。

[csbdong]

@pezy
我在你发布的代码里面输出容器中的所有元素，无错误。 但是我下面的代码，返回值仍不对。

#include <iostream>
#include <vector>
using std::vector;
int main()
{
    vector<int> iv = {0,1,2,3,4,5};
    vector<int>::iterator iter = iv.begin(), mid = iv.begin() + iv.size()/2;
for (auto i: iv)
        std::cout <<i<< " ";
    std::cout <<std::endl;
    std::cout << iv.capacity() << std::endl;

    int some_val = 3;
    iv.reserve(iv.size()*2);
 while (iter != mid)
        if (*mid == some_val)
            mid = iv.insert(mid, 2 * some_val);
        else --mid;
 for (auto j: iv)
        std::cout <<j<< " ";
    std::cout <<std::endl;
    std::cout << iv.capacity() << std::endl;

    return 0;
}

[pezy]

@csbdong

从你给出的代码来看，你或许还没理解迭代器失效的根本原因。

iv.reserve(iv.size()*2);

这句话会对产生什么影响？ 请见 reserve 函数的说明：

Increase the capacity of the container to a value that's greater or equal to new_cap. If new_cap is greater than the current capacity(), new storage is allocated, otherwise the method does nothing.

If new_cap is greater than capacity(), all iterators and references, including the past-the-end iterator, are invalidated. Otherwise, no iterators or references are invalidated.

也就是说，这句话会 导致容器空间的重分配，从而导致迭代器皆失效。

那么在这句话之前定义的 iter 和 mid 显然都会失效，后面的操作也就不用说了。

如何修正？将 iv.reserve(iv.size()*2); 紧随 vector<int> iv = {0,1,2,3,4,5}; 后面即可。

[csbdong]

@pezy 谢谢，明白了，我之前想当然的认为空间重新分配，原有迭代器失效的同时，迭代器会进行新的绑定。。。 。。。 唉，不能想当然了。