C++ 迭代器是一种使程序能够遍历访问容器（如 vector、list、set、map 等）中元素的方法。它允许我们使用相同的语法来遍历不同的容器，使得代码具有更高的可复用性和可维护性。在 C++ STL 中，迭代器是一种通用的工具，可以用来访问所有容器类型的元素，因此也成为了 STL 算法的基石。

迭代器本质上是一种指针，它指向容器中的元素。通过迭代器，我们可以访问容器中的元素，读取或修改它们的值。迭代器可以看作是容器和算法之间的桥梁，将容器和算法解耦，让它们可以相互独立地演化。迭代器使得容器的实现细节对外部透明，用户只需要关心迭代器提供的操作接口即可。

迭代器的常见用法

1. 遍历容器元素

std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}

2. 在容器中查找元素

std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
auto it = std::find(vec.begin(), vec.end(), 3);
if (it != vec.end()) {
    std::cout << "Found element 3 at index " << std::distance(vec.begin(), it) << std::endl;
}

3. 插入或删除元素

std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
auto it = vec.begin() + 2; // 指向元素3的迭代器
it = vec.insert(it, 6); // 在元素3之前插入元素6，并返回指向新插入元素的迭代器
it = vec.erase(it); // 删除元素6，并返回指向下一个元素的迭代器

迭代器的操作

迭代器作为访问容器元素的一种方式，支持多种操作来方便地访问和修改容器中的元素。

下面列出了迭代器的常见操作：

1. 解引用操作（*、->）：可以通过迭代器对元素进行读写操作。例如，对于一个指向 vector<int> 中第一个元素的迭代器 iter，可以通过 *iter 来访问该元素的值，通过 iter-> 运算符来访问该元素的成员。
2. 前缀/后缀自增/自减运算符（++、--）：通过这些运算符可以将迭代器向前或向后移动。例如，iter++ 表示将迭代器 iter 向后移动一个位置，而 ++iter 表示将迭代器向前移动一个位置。
3. 算术运算符（+、-、+=、-=）：通过这些运算符可以实现迭代器的加减操作。例如，iter+n 表示将迭代器 iter 向后移动 n 个位置，而 iter-n 表示将迭代器向前移动 n 个位置。
4. 比较运算符（==、!=、<、>、<=、>=）：通过这些运算符可以比较两个迭代器的相对位置。例如，iter1 == iter2 表示两个迭代器指向同一个元素，而 iter1 < iter2 表示 iter1 在 iter2 之前。
5. distance 函数：可以通过该函数计算两个迭代器之间的距离，即它们相差的元素个数。例如，distance(iter1, iter2) 返回迭代器 iter1 到 iter2 之间元素的个数。
6. advance 函数：可以通过该函数将迭代器向前或向后移动指定的距离。例如，advance(iter, n) 表示将迭代器 iter 向后移动 n 个位置，而 advance(iter, -n) 表示将迭代器向前移动 n 个位置。
7. 迭代器交换（swap）：可以通过该函数交换两个迭代器的值。例如，swap(iter1, iter2) 表示交换迭代器 iter1 和 iter2 的值。

int main() {
  std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};

  // 使用迭代器遍历vector，并输出所有元素
  std::cout << "遍历vector并输出所有元素：";
  for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  // 修改迭代器所指向的元素
  std::cout << "修改迭代器所指向的元素：";
  std::vector<int>::iterator it = v.begin();
  *it = 10;
  std::cout << *it << " ";
  std::cout << std::endl;

  // 插入元素并返回插入元素的迭代器
  std::cout << "在vector的开头插入一个元素：";
  std::vector<int>::iterator it_insert = v.insert(v.begin(), 0);
  std::cout << *it_insert << " ";
  std::cout << std::endl;

  // 删除迭代器所指向的元素
  std::cout << "删除迭代器所指向的元素：";
  std::vector<int>::iterator it_erase = v.erase(v.begin() + 2);
  std::cout << *it_erase << " ";
  std::cout << std::endl;

  // 查找元素并返回指向该元素的迭代器
  std::cout << "查找元素并返回指向该元素的迭代器：";
  std::vector<int>::iterator it_find = std::find(v.begin(), v.end(), 4);
  std::cout << *it_find << " ";
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

迭代器的失效

在使用迭代器时，需要注意迭代器的失效问题。当容器在插入、删除元素时，会导致迭代器失效，即该迭代器所指向的元素不再存在或者已经发生变化。如果继续使用失效的迭代器，可能会引发程序崩溃或者产生不可预期的错误结果。

以下 vector 容器的迭代器失效规则：

• 对于 vector，如果在中间插入或删除元素，则该位置后的迭代器全部失效；如果在尾部插入或删除元素，则尾部迭代器失效。

下面是Vector 插入删除的迭代器解决方法：

添加或者删除时，需要更新迭代器

int main() {
    std::vector<int> vec{ 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

    // 遍历 vector，同时添加元素
    for (auto it = vec.begin(); it != vec.end();) {
        std::cout << *it << " ";
        if (*it == 3) {
            // 更新迭代器
            it = vec.insert(it, 6); // 在 3 的前面插入 6
            it+=2; // 移动迭代器，跳过插入的元素
        } else {
            it++;
        }
    }

    std::cout << std::endl;
    for (auto i : vec) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    auto iter = vec.begin();
    while (iter != vec.end()) {
        if (*iter % 2 == 0) {
            // 更新迭代器
            iter = vec.erase(iter);  // 删除偶数元素
        }
        else {
            ++iter;
        }
    }

    for (auto i : vec) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;


    return 0;
}