C++ コンテナ ライブラリのイテレータの安全性の保証

C++ コンテナ ライブラリは、イテレータの安全性を確保するための次のメカニズムを提供します: 1. コンテナの不変性の保証、2. コピー イテレータ、3. 範囲のループ、5. 例外の安全性。

C++ コンテナ ライブラリにおける反復子の安全性の保証

C++ では、コンテナ ライブラリは、コンテナ内の要素を走査できるようにする反復子を提供します。反復中にコンテナーが誤って変更されるのを防ぐために、C++ コンテナー ライブラリには反復子の安全性を確保するためのいくつかのメカニズムが用意されています。

1. コンテナの不変性の保証

コンテナが有効な状態にある場合、その内容、サイズ、要素の順序が決定されます。コンテナ ライブラリは、反復中にこの不変性が維持されることを保証します。反復コンテナに要素を追加または削除しようとすると、反復子は無効になります。例:

std::vector<int> v{1, 2, 3};
for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
  v.push_back(4); // 迭代器无效，引用不再有效
}

2. イテレータのコピー

C++ では、イテレータをコピーして、同じ要素を指す新しいイテレータを作成できます。これにより、イテレーターのコピーを作成し、コンテナーが予期せず変更された場合でもそれらを使用し続けることができます。コピー反復子は、元のコンテナーが変更されたり期限切れになったりした場合でも、元のコンテナーへの変更の影響を受けません。

3. Range for ループ

range for ループは暗黙的にコピー反復子を使用するため、コンテナーへの変更が反復に影響することを心配することなく、コンテナー内の要素を反復処理できます。

for (int& elem : v) {
  // 使用 elem...
  v.push_back(4); // 不会影响范围 for 循环
}

4. Const イテレータ

const イテレータは、コンテナ内の読み取り専用要素を参照します。 const イテレータを介してコンテナを変更しようとすると、コンパイル時エラーが発生します。これにより、コンテナーを通過する際のデータの整合性が保証されます。

5. 例外の安全性

コンテナ ライブラリは反復中に例外を検出し、例外がスローされると自動的に反復子を無効にします。これにより、破損したコンテナへのアクセスが防止されます。

実際的なケース: 要素を map

std::map 是一个有序关联容器，允许我们根据键查找值。在迭代映射时，如果我们尝试删除当前迭代的元素，迭代器将失效，因为底层映射已更改。为了安全地删除元素，我们可以使用 erase メソッドから安全に削除します。このメソッドは、削除された要素の後続要素を指す新しい有効なイテレータを返します。

りー

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