当我添加一个新元素时，Unordered_map 的行为很奇怪

Posted 2023-02-17

【中文标题】当我添加一个新元素时，Unordered_map 的行为很奇怪

【英文标题】：Unordered_map acts strange when I add a new element

【发布时间】：2019-05-01 10:43:06

【问题描述】：

这行不正常：

for (auto prod : productions_[*productionNonterm])
                productions_[nonterminal].push_back(prod);

如果 productions_[*productionNonterm] 只有 1 个元素，则一切正常。但是如果它至少有 2 个元素，productionNonterm 会被修改，我不知道为什么。

vector<string> nonterminals_;
unordered_map<string, vector<string>> productions_;

for (const auto &nonterminal : nonterminals_) 
    for (auto productionNonterm = productions_[nonterminal].begin(); productionNonterm != productions_[nonterminal].end(); ++productionNonterm) 
        if (cntNonterminalsInProduction(*productionNonterm) == 1 && cntTerminalsInProduction(*productionNonterm) == 0) 
            nonterminals_.erase(find(nonterminals_.begin(), nonterminals_.end(), *productionNonterm));

            for (auto prod : productions_[*productionNonterm])
                productions_[nonterminal].push_back(prod);

            productions_[*productionNonterm].erase(productions_[*productionNonterm].begin(), productions_[*productionNonterm].end());

            productions_[nonterminal].erase(productionNonterm);
            --productionNonterm;

        
    

【问题讨论】：

修改 std::vector 会使该向量中的所有迭代器无效。因此，您不能在通过基于范围的 for 循环（它只是映射到从 .begin() 到 .end() 的普通 for 循环）对其进行迭代时修改 nonterminals_。 productions_[nonterminal] 也是如此，它也是一个向量。你到底想在这里实现什么？这看起来应该以更易读的形式完全重写......

具体应该根据什么逻辑删除和添加元素？

【参考方案1】：

迭代器 productionNonterm 的问题，它在循环期间变得无效：

一旦你开始循环

    for (auto prod : productions_[*productionNonterm])
        productions_[nonterminal].push_back(prod);

您将使用一个有效的迭代器 (productionNonterm) 指向 productions_[nonterminal] 中的一个（第一个）元素。

但在第一次执行循环体后 - 向量 productions_[nonterminal] 将重新分配其元素（由于增长）并且您的指针（迭代器）将失效...

【参考方案2】：

在迭代集合的同时修改集合很棘手，而且通常不值得在容器中支持它的开销。在这种情况下（向量），一旦向量在增长时重新分配，您就会使迭代器（即指向向量存储的指针）无效。

看看vector::push_back，特别是关于迭代器有效性的讨论。

在实践中，您可以通过调整向量大小来避免这个特殊问题，但也存在跟踪相对于迭代器放置新元素的位置等问题。通常，它会导致难以遵循的代码，即使当它是正确的（或者更糟的是，看起来但有一些微妙的问题）。

我建议您重写为两遍方法，在一遍中收集要添加或删除的元素，然后删除它们等。除非您有非常好的（并且经过衡量！）性能理由不这样做，否则它会继续更容易理解和维护。回想一下，vector::erase 可以有一个范围。

还有一个问题：这里的顺序重要吗？如果您使用 std::unordered_set，在这种情况下您不会遇到这个特殊问题。

在“修复”这个方法之前，看看你对这种方法的看法。