[转] C++ STL中map.erase(it++)用法原理解析

Posted 2021-12-01 wlzy

总结一下map::erase的正确用法。 
首先看一下在循环中使用vector::erase时我习惯的用法:

for(vector<int>::iterator it = vecInt.begin(); it != vecInt.end();)
{
    if(*it == 0)
    {
        it = vecInt.erase(it);
    }
    else
    {
        it++;
    }
}

　　程序从一个vector中删除值为0的元素，利用了vector::erase函数根据iterator删除某个元素时会返回下一个元素的iterator的性质: 
http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/erase/

C++98
iterator erase (iterator position);

　　

这一种用法是没有问题的。

然而当想当然的在map::erase上照搬上面erase的用法时，就有问题了，查看http://www.cplusplus.com/reference/map/map/erase/上的说明:

C++98
(1) 
     void erase (iterator position);
(2) 
size_type erase (const key_type& k);
(3) 
     void erase (iterator first, iterator last);

　　

如上所示，C++98中map::erase并没有返回值为iterator的原型函数。
那么问题来了it=map.erase(it)，然后对it进行操作会发生什么呢？会发生传说中的“未定义的行为”！包括但不限于程序挂掉、机器死机、地球地震、宇宙毁灭等–原因是什么呢？在执行map.erase(it)之后，it这个iterator已经失效了，考虑C语言中一个失效释放了的指针，再次引用它会导致什么问题呢？

在循环中正确使用map::erase的方法是什么呢？如下:

for(map<int,int>::iterator it = mapInt.begin(); it != mapInt.end();)
{
    if(it->second == 0)
    {
        mapInt.erase(it++);
    }
    else
    {
        it++;
    }
}

　　

在网上找mapInt.erase(it++)的说明，比较详细的一种解释为:
http://blog.csdn.net/lmh12506/article/details/9167653
该方法中利用了后缀++的特点，这个时候执行mapInt.erase(it++);这条语句分为三个过程
1、先把it的值赋值给一个临时变量做为传递给erase的参数变量

2、因为参数处理优先于函数调用，所以接下来执行了it++操作，也就是it现在已经指向了下一个地址。

3、再调用erase函数，释放掉第一步中保存的要删除的it的值的临时变量所指的位置。
然而个人感觉比较费解，意思是第一步先把it的值传给了函数调用的形参，然后又回去执行i+1的操作吗？这样总感觉it++的执行被硬生生的切成了两部分，只能硬记住这一结论。
直到后来看了《STL源码剖析》中的++i和i++实现方式的区别，然后某一天，再看到《More Effective C++》里的说明，突然开窍了，mapInt.erase(it++)的机理终于不再神秘。
其实在mapInt.erase(it++)中，it++确实是作为一个完整的执行过程，it++的具体实现代码其实类似以下:

// postfix form: fetch and increment
map<int, int>::iterator operator++(int)//通过一个多余的int参数与prefix++区分
{
    map<int, int>::iterator tmp = *this; // fetch
    increment(); // increment，map内部由红黑树实现，此函数负责指向下一个有序元素的iterator
    return tmp; // return what was
}

　　

上面代码的最终返回的值其实是tmp，tmp存储的是*this的旧值，this后来通过increment函数自增了，但是tmp的依然保持原值，最后将tmp返回赋值作为erase的参数，所以在mapInt.erase(it++)中，其实it++是作为一个整体执行完成了的，在传值给erase函数之前，it其自身其实已经+1了，不过后缀++返回的却是一个未执行+1操作的旧值，所以后面erase函数依然删除的是原it位置的值，同时该迭代器失效，然而之前it已经+1自增过了，所以不受其影响噢。
关于上面代码中调用的前缀++代码类似如下:

// prefix form: increment and fetch
map<int, int>::iterator& operator++()
{
    increment(); // increment
    return *this; // fetch
}

　　

也正因为后缀++会比前缀++的操作多一个临时变量，并且其是以传值复制的方式返回给调用方，所以一般而言后缀++的效率会比前缀++效率低一些。

值得一提的是，在最新的C++11标准中，已经新增了一个map::erase函数执行后会返回下一个元素的iterator，然而不知道啥时候C++11才能达到现在C++98的覆盖程度，谨慎一点还是使用map.erase(it++)比较保险。

C++11
(1) 
iterator  erase (const_iterator position);
(2) 
size_type erase (const key_type& k);
(3) 
iterator  erase (const_iterator first, const_iterator last);

　　

最后，有的小伙伴可能会问为啥前缀++和后缀++的返回值一个是迭代器引用，一个却是迭代器传值？简单来说，前缀++返回的便是传参进来的迭代器，自然可以返回迭代器本身的引用，然而后缀++返回的是一个函数内部的临时变量，在函数执行完后便析构了，必然不能传引用。注意既然是通过传值的方式返回，对其返回值的修改对于原it是没有影响的，举例来说(it++)++的结果其实it只自增了一次，第二次++只是对其(it++)的返回值执行了++，对原it没有任何效果。