迭代器失效
定义
迭代器失效是指在使用迭代器遍历容器（如 vector、list、map 等）的过程中，由于容器内部结构发生了变化，导致原来的迭代器不再有效，不能正确地指向它原本所指向的元素或者不能按照预期的方式进行遍历。
Vector 容器中的迭代器失效
插入操作导致的迭代器失效
当在 vector 中插入元素时，如果插入操作导致了内存重新分配，那么所有指向该 vector 的迭代器都会失效。这是因为 vector 的存储是连续的内存空间，当插入元素使得当前容量不够时，vector 会重新分配一块更大的内存空间，将原来的元素复制或移动到新的空间中，原来的迭代器所指向的内存地址就不再有效。
示例：
#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> v = {1, 2, 3};
auto it = v.begin();
v.push_back(4); // 插入元素可能导致内存重新分配
// 此时 it 可能已经失效，下面的操作可能会导致程序出错
std::cout << *it << std::endl;
return 0;
}
删除操作导致的迭代器失效
在 vector 中删除元素后，被删除元素之后的迭代器都会失效。这是因为删除元素会导致后面的元素向前移动，迭代器原本指向的元素位置发生了改变。
如：
#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
auto it = v.begin() + 1; // 指向元素 2
v.erase(it); // 删除元素 2
// 此时 it 已经失效，下面的操作可能会导致程序出错
std::cout << *it << std::endl;
return 0;
}
List 容器中的迭代器失效
插入操作
对于 list 容器，插入操作不会导致迭代器失效。因为 list 是由节点组成的链表结构，插入新节点只是修改节点之间的链接关系，迭代器指向的节点本身并没有改变。
例如：
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l = {1, 2, 3};
auto it = l.begin();
l.insert(it, 0); // 在头部插入元素 0
std::cout << *it << std::endl; // it 仍然有效，输出 1
return 0;
}
删除操作
在 list 中删除一个元素后，只有指向被删除元素的迭代器会失效。其他迭代器不受影响，因为链表结构的特点使得删除操作只是调整节点之间的连接，不会像 vector 那样引起其他元素的移动。
例如：
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l = {1, 2, 3};
auto it = l.begin();
l.erase(it); // 删除第一个元素 1
// it 已经失效，不能再使用
// 可以重新获取迭代器来遍历
for (auto new_it = l.begin(); new_it != l.end(); ++new_it) {
std::cout << *new_it << std::endl;
}
return 0;
}
又如：
关联容器中的迭代器失效
对于关联容器（以 map 为例），插入操作不会导致迭代器失效，因为插入新元素只是在红黑树（map 通常的底层实现）中添加一个节点，不会改变已有节点的地址。
删除操作会导致指向被删除元素的迭代器失效，但其他迭代器仍然有效，因为红黑树的结构调整不会影响其他节点的内存位置。
例如：
#include <iostream>
#include <map>
int main() {
std::map<int, int> m = {{1, 10}, {2, 20}};
auto it = m.find(1);
m.erase(it); // 删除键为 1 的元素
// it 已经失效，不能再使用
for (auto new_it = m.begin(); new_it != m.end(); ++new_it) {
std::cout << new_it->first << " " << new_it->second << std::endl;
}
return 0;
}