面试题：C++中STL迭代器end使用时常见异常及处理

Question

在C++ STL中，当使用迭代器的end()函数时，可能会遇到哪些异常情况？请举例说明，并阐述如何处理这些异常。

Answer 1

异常情况及举例

1. 解引用异常：
   • 当使用end()返回的迭代器进行解引用操作时会出错。因为end()返回的迭代器指向容器最后一个元素的下一个位置，该位置没有实际元素。
   • 例如：

#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
    auto it = vec.end();
    // 以下操作会导致未定义行为，因为it指向的位置没有实际元素
    std::cout << *it << std::endl; 
    return 0;
}

2. 越界访问异常：
   • 如果在end()之后继续移动迭代器并进行访问操作，也会引发问题。
   • 例如：

#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
    auto it = vec.end();
    // 这里试图将迭代器向后移动并访问，会导致越界访问
    it++; 
    if (it != vec.end()) {
        std::cout << *it << std::endl; 
    }
    return 0;
}

处理方法

1. 避免解引用end()返回的迭代器：
   • 在循环遍历容器时，确保循环条件正确，不要在end()处解引用。
   • 例如，正确的遍历方式：

#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
    for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
        std::cout << *it << std::endl; 
    }
    return 0;
}

2. 防止越界访问：
   • 在移动迭代器时，要保证不超过end()。如果需要移动迭代器，可以使用advance等标准库函数，并结合end()进行边界检查。
   • 例如：

#include <vector>
#include <iostream>
#include <iterator>
int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
    auto it = vec.begin();
    std::advance(it, 2); // 移动迭代器
    if (it != vec.end()) {
        std::cout << *it << std::endl; 
    }
    return 0;
}

通过正确的迭代器使用和边界检查，可以有效避免使用end()时可能出现的异常情况。