【C++】vector问题解决（非法的间接寻址，迭代器失效， memcpy拷贝问题）-Toy模板网

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【C++】vector问题解决（非法的间接寻址，迭代器失效， memcpy拷贝问题）,从零开始的C++生活,c++,java,开发语言,算法,linux,学习,蓝桥杯
送给大家一句话：

世界在旋转，我们跌跌撞撞前进，这就够了 —— 阿贝尔加缪

1 前言

我们之前实现了手搓vector，但是当时依然有些问题没有解决：

迭代器区间拷贝（非法的间接寻址问题）
迭代器失效问题
使用memcpy拷贝问题

接下来，我们一点一点来解决这些问题！！！

2 迭代器区间拷贝

来看这个这个构造函数：

		template<class InputIterator>
		vector(InputIterator first, InputIterator last)
		{
			while (first != last)
			{
				push_back(*first);
				first++;
			}
		}

这个是对迭代器区间进行的构造函数，思路很简单，把迭代器区间的数据依次尾插就可以了（这里之所以另外使用一个新的模版，而不是使用vector类的模版，是为了兼容更多的数据类型）。这样就可以通过一个现有的类型来构造容器。
但是出乎意料的是出现了一个问题： C2100 非法的间接寻址 （编译层面的问题）。非法的间接寻址的造成原因有很多：

空指针引I用：当一个指针没有被初始化或者为NULL时，对它进行间接寻址操作会导致非法访问。
野指针引用：当一个指针超出了它所指向的内存范围，或者已经被释放但仍然被引用时，进行间接寻址操作也会导致非法访问。
类型不匹配：如果试图将指针转换为不兼容的类型进行间接寻址，也会导致非法访问。

我们分析一下我们遇到的问题是那种问题？空指针引用吗？不可能！野指针引用吗？也不可能！！！那么真相只有一个：我们遇到了类型不匹配的问题，那这是来自哪里的呢？？？，经过我的排除法（注释不同的代码块来进行查找），得到了结果

vector<int> v1(5,6);

这一行代码是我们出错的根源，为什么这个构造没有去使用vector(size_t n,T val = T()),而是使用我们的vector(InputIterator first, InputIterator last),因为第二个函数与（5,6）的类型更匹配，编译器会寻找最合适的函数。

解决方法也是十分暴力：多枚举几个构造函数：

vector(size_t n,T val = T())
vector(int n,T val = T());
vector(long long n,T val = T());

这样就会优先匹配vector(int n,T val = T());了，我们的问题也就解决了。

3 迭代器失效问题

这个问题主要出现在我们的插入操作（insert）和删除操作(erase)。来看：

void vector_test7() {
	vector<int> v1;
	v1.push_back(1);
	v1.push_back(2);
	v1.push_back(3);
	v1.push_back(4);
	v1.push_back(5);
	v1.push_back(6);
	v1.push_back(7);


	vector<int>::iterator it = v1.begin() + 3;// 4
	cout << *it << endl;
	v1.insert(3, 40);
	cout << *it << endl;
}

这个执行的结果是：
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迭代器的指向发生了改变，我们实现的迭代器的底层是指针，我们插入之后指针位置不变，而数组元素改变，自然会产生不一样的结果。这个问题看起来不严重，那我们再来看：

void vector_test7() {
	vector<int> v1;
	v1.push_back(1);
	v1.push_back(2);
	v1.push_back(3);
	v1.push_back(4);
	v1.push_back(5);
	v1.push_back(6);
	v1.push_back(7);
	v1.push_back(8);

	vector<int>::iterator it = v1.begin() + 3;// 4
	cout << *it << endl;
	v1.insert(3, 40);
	cout << *it << endl;
}

【C++】vector问题解决（非法的间接寻址，迭代器失效， memcpy拷贝问题）,从零开始的C++生活,c++,java,开发语言,算法,linux,学习,蓝桥杯
为什么这里出现了乱码？？？我们代码和之前的区别是什么？？？一个进行了扩容，一个没进行扩容。扩容之后vector的_start发生了改变，自然我们的指针也失去了对应作用。迭代器就失效了，这个解决办法也很简单，就是插入之后不要使用之前的迭代器！！！一定要对迭代器进行更新。

再来看erase中的问题：

void vector_test7() {
	vector<int> v1;
	v1.push_back(1);
	v1.push_back(2);
	v1.push_back(3);
	v1.push_back(4);
	v1.push_back(5);
	//v1.push_back(6);
	//v1.push_back(7);
	//v1.push_back(8);

	vector<int>::iterator it = v1.begin();
	//删除偶数
	while (it != v1.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			v1.erase(it);
		}
		++it;
	}
	print_vector(v1);
}

这样运行起来是没有问题的，那么再来看：

void vector_test7() {
	vector<int> v1;
	v1.push_back(1);
	v1.push_back(2);
	v1.push_back(3);
	v1.push_back(4);
	v1.push_back(4);
	v1.push_back(5);
	//v1.push_back(6);
	//v1.push_back(7);
	//v1.push_back(8);

	vector<int>::iterator it = v1.begin();
	//删除偶数
	while (it != v1.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			v1.erase(it);
		}
		++it;
	}
	print_vector(v1);
}

现在出现了：
【C++】vector问题解决（非法的间接寻址，迭代器失效， memcpy拷贝问题）,从零开始的C++生活,c++,java,开发语言,算法,linux,学习,蓝桥杯
这个问题，问题的来源也很简单，我们迭代器在删除之后没有改变位置，但是_start的元素发生了改变，也就是相当于 it 向后移动了两次，为了避免这个情况我们可以：

	while (it != v1.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			v1.erase(it);
		}
		else
		{
			++it;
		}
		
	}

这样就可以了：
【C++】vector问题解决（非法的间接寻址，迭代器失效， memcpy拷贝问题）,从零开始的C++生活,c++,java,开发语言,算法,linux,学习,蓝桥杯
需要注意的一点是，我们的操作是以g++标准来进行的（如果删除会进行缩容，也会出现错误，迭代器就不能进行++了），所以 在VS环境下，vector 容器在erase 之后的迭代器是严格不能使用的，使用就会报错,因为VS迭代器的底层不是原生指针，判断有所不同。
迭代器失效解决方案总结：
1. 删除插入之后更新对应迭代器！（erase删除后会返回新的迭代器，按规则进行迭代就可以了 it = v1.erase(it)）
2. 插入删除之后不使用迭代器

4 memcpy拷贝问题

我们创建一个string类的容器，来看看能不能正常运行：

void vector_test8() {
	vector<string> v1;
	v1.push_back("11111");
	v1.push_back("22222");
	v1.push_back("33333");
	v1.push_back("44444");
	v1.push_back("55555");

	print_vector(v1);
}

来看效果：
【C++】vector问题解决（非法的间接寻址，迭代器失效， memcpy拷贝问题）,从零开始的C++生活,c++,java,开发语言,算法,linux,学习,蓝桥杯程序直接崩掉了，经过我们的调试，我们能打印出来正确的数据，但是走到程序最后的时候出现了错误，那么应该就是析构函数的问题了！
来画图分析一波：

memcpy是内存的二进制格式拷贝，将一段内存空间中内容原封不动的拷贝到另外一段内存空间中
如果拷贝的是自定义类型的元素，memcpy既高效又不会出错，但如果拷贝的是自定义类型元素，并且自定义类型元素中涉及到资源管理时，就会出错，因为memcpy的拷贝实际是浅拷贝。

结论：如果对象中涉及到资源管理时，千万不能使用memcpy进行对象之间的拷贝，因为memcpy是浅拷贝，否则可能会引起内存泄漏甚至程序崩溃

那么怎么解决呢？？？非常简单：

		//扩容
		void reserve(size_t newcapacity) {
			//记录位置
			size_t n = _finish - _start;
			T* tmp = new T[newcapacity];
			//拷贝
			//memcpy(tmp, _start, size() * sizeof(T));
			for (size_t i = 0; i < size(); i++)
			{
				tmp[i] = _start[i];
			}
			delete[] _start;
			_start = tmp;
			_finish = _start + n;
			_end = _start + newcapacity;
			
		}