Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Создание циклов, которые изменяют контейнер

Циклы, добавляющие или удаляющие элементы из контейнеров vector, stringили deque, должны учитывать тот факт, что итераторы, ссылки и указатели могут стать недопустимыми. Программа должна гарантировать, что итератор, ссылка или указатель обновляется на каждом цикле. Если цикл использует функцию insert()или erase(), обновить итератор довольно просто. Они возвращают итераторы, которые можно использовать для переустановки итератора:

// бесполезный цикл, удаляющий четные элементы и вставляющий дубликаты

// нечетных

vector vi = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

auto iter = vi.begin(); // поскольку vi изменяется, используется

// функция begin(), а не cbegin()

while (iter != vi.end()) {

if (*iter % 2) {

iter = vi.insert(iter, *iter); // дублирует текущий элемент

iter +=2; // переместить через элемент

} else

iter = vi.erase(iter); // удалить четные элементы

// не перемещать итератор; iter обозначает элемент после

// удаленного

}

Эта программа удаляет четные элементы и дублирует соответствующие нечетные. После вызова функций insert()и erase()итератор обновляется, поскольку любая из них способна сделать итератор недопустимой.

После вызова функции erase()никакой необходимости в приращении итератора нет, поскольку возвращенный ею итератор обозначает следующий элемент в последовательности. После вызова функции insert()итератор увеличивается на два. Помните, функция insert()осуществляет вставку перед указанной позицией и возвращает итератор на вставленный элемент. Таким образом, после вызова функции insert()итератор iterобозначает элемент (недавно добавленный) перед обрабатываемым. Приращение на два осуществляется для того, чтобы перескочить через добавленный и только что обработанный элементы. Это перемещает итератор на следующий необработанный элемент.

Не храните итератор, возвращенный функцией end()

При добавлении или удалении элементов в контейнер vectorили stringлибо при добавлении или удалении элементов в любую, кроме первой, позицию контейнера dequeвозвращенный функцией end()итератор всегда будет недопустимым. Потому циклы, которые добавляют или удаляют элементы, всегда должны вызывать функцию end(), а не использовать хранимую копию. Частично поэтому стандартные библиотеки С++ реализуют обычно функцию end()так, чтобы она выполнялась очень быстро.

Рассмотрим, например, цикл, который обрабатывает каждый элемент и добавляет новый элемент после исходного. Цикл должен игнорировать добавленные элементы и обрабатывать только исходные. После каждой вставки итератор позиционируется так, чтобы обозначить следующий исходный элемент. Если попытаться "оптимизировать" цикл, сохраняя итератор, возвращенный функцией end(), то будет беда:

// ошибка: поведение этого цикла непредсказуемо

auto begin = v.begin(),

end = v.end(); // плохая идея хранить значение итератора end

while (begin != end) {

// некоторые действия

// вставить новое значение и переприсвоить итератор begin, который

// в противном случае окажется недопустимым

++begin; // переместить begin, поскольку вставка необходима после

// этого элемента

begin = v.insert(begin, 42); // вставить новое значение

++begin; // переместить begin за только что добавленный элемент

}

Поведение этого кода непредсказуемо. На многих реализациях получится бесконечный цикл. Проблема в том, что возвращенное функцией end()значение хранится в локальной переменной end. В теле цикла добавляется элемент. Добавление элемента делает итератор, хранимый в переменной end, недопустимым. Этот итератор не указывает ни на какой элемент в контейнере v, ни на следующий после его конца.

Не кешируйте возвращаемый функцией end()итератор в циклах, которые вставляют или удаляют элементы в контейнере deque, stringили vector.

Вместо того чтобы хранить итератор end, его следует повторно вычислять после каждой вставки: