我不明白为什么 vector 的迭代器应该在重新分配发生时失效。
难道不能简单地通过在迭代器中存储一个偏移量——而不是一个指针——来防止这种情况吗？
为什么vector 不是这样设计的？
【问题讨论】：
标签： c++ vector iterator invalidation
TL;DR - 因为您正在用简单的无效规则换取更复杂的远距离操作。
请注意，“存储指向向量对象的指针”会导致新的失效情况。例如，今天swap 保留了迭代器的有效性，如果指向向量的指针（或引用）存储在迭代器中，则它不再可以。所有移动向量元数据本身的操作（向量的向量有人吗？）将使迭代器无效。
您的交易是“当对元素的指针/引用无效时迭代器变得无效”为“当对向量的指针/引用无效时迭代器变得无效”。
性能参数并不重要，因为建议的替代实现甚至都不正确。
【讨论】：
您可以通过包装标准 std::vector<T>::iterator 来增加安全性，但不能通过包装 extension::vector<T>::safe_iterator 来增加速度。这是一般原则，解释了许多 C++ 设计选择。
【讨论】：
我的迭代器没有失效，它应该指向同一个元素还是在它之前的插入之后指向同一个位置？换句话说，即使没有性能问题，决定使用哪个替代定义也并非易事。
【讨论】：
push_back 可以触发重新分配。
做出这些决定的原因有很多。正如其他人指出的那样，向量的iterator 的最基本实现是指向元素的普通指针。为了能够处理 push_back 迭代器，必须修改以处理指向向量和位置的指针，在通过运算符访问时，必须取消引用向量指针，获得指向数据的指针并添加位置, 额外取消引用。
虽然这不是最有效的实施方式，但这并不是真正的限制因素。 VS/Dinkumware 库中（甚至在发行版中）迭代器的默认实现是经过检查的迭代器，它管理等量的信息。
实际问题来自其他变异操作。考虑在矢量中间插入/擦除。为了保持所有迭代器的有效性，容器必须跟踪迭代器的所有实例并调整位置字段，以便它们仍然引用相同的元素（已被插入/删除替换）。
【讨论】：
auto it = std::find( v.begin(), v.end(), value ); v.erase( v.begin()+5 ); 此时（假设您的前提）不能保证 *it == value 是一个向量，但如果 v 是一个列表，那么它将得到保证。现在您已经将迭代器契约分解为不同的迭代器，具有完全不同的语义。
只是为了引用与性能相关的理由：在设计 C++ 时，Stroustrup 认为像 std::vector 这样的模板类接近原生数组的性能特征是至关重要的：
强调运行时效率的一个原因......是我想要 模板在时间和空间上足够有效以用于 数组和列表等低级类型。
...
更高级别的替代方案——例如，带有 size() 的范围检查数组 操作，多维数组，具有适当数值的向量类型 向量操作和复制语义等——将被 用户只有在他们的运行时间、空间和符号方便的情况下 接近那些内置数组。
换句话说，提供参数化类型的语言机制 应该是这样的，相关用户应该能够负担得起 消除数组的使用，转而使用标准库类。
Bjarne Stroustrup，C++ 的设计和演变，第 342 页。
【讨论】：
因为迭代器要做到这一点，他们需要存储一个指向向量对象的指针。对于每个数据访问，他们需要跟随指向向量的指针，然后跟随其中的指针指向数据数组的当前位置，然后添加偏移量 * 元素大小。这会慢得多，并且需要更多内存供size_type 成员使用。
当然，有时这是一个很好的折衷方案，在需要时能够选择它会很好，但它比（C 风格）直接使用数组更慢、更笨重。在引入 STL 时，std::vector 的性能受到了无情的审查，并且正常的实现针对空间和速度进行了优化，超过了这个便利/可靠性因素，就像数组等效的 operator[] 与数组一样快，但安全性不如数组at().
【讨论】：
[] 是选中的访问权限，at 是未选中的访问权限:(
at() 并节省分析的调试时间，你最终会更快...... :-)
您需要同时存储偏移量和指向矢量对象本身的指针。
按照规定，迭代器可以只是一个指针，占用空间更少。
【讨论】：