为何vector迭代器it2在循环内显示乱值而非正常数值？

尝试用C++的vector实现一维数组前缀和并学习迭代器使用，编写了如下代码：

vector<int> nums;
nums.push_back(1);
nums.push_back(2);
nums.push_back(3);
vector<int> res;
res.push_back(nums.front());
vector<int>::iterator it = nums.begin();
vector<int>::iterator it2 = res.begin();
++it;
cout << "it2 -> " << *it2 << endl;
cout << "it + it2 " << *it + *it2 << endl;

while(it != nums.end())
{
    res.push_back(*it + *it2);
    cout << "it : " << *it << endl;
    cout << "it2 : " << *it2 << endl;
    cout << "pushed " << (*it + *it2) << " ";
    it++;
    it2++;
}
    
it = nums.begin();
while(it != nums.end())
{
    cout << *it << " ";
    ++ it;
}
cout << endl;

it2 = res.begin();
while(it2 != res.end())
{
    cout << *it2 << " ";
    ++it2;
}
cout << endl;

运行后输出：

it2 -> 1
it + it2 3
it : 2
it2 : 17858448
pushed 17858450 it : 3
it2 : 17825984
pushed 17825987 1 2 3
1 3 17825987

疑惑点：*it2在循环外取值正常，但进入循环后显示乱值，需要明确代码失效的原因。

核心问题是vector的迭代器失效。

vector底层采用连续内存存储，默认初始容量很小（通常为0或1）。当调用res.push_back()时，如果当前容量不足以容纳新元素，vector会触发扩容机制：

1. 分配一块更大的新内存空间
2. 将原内存中的元素拷贝到新空间
3. 释放原内存空间

你的代码中，初始化res时只push了一个元素，此时res的容量可能仅为1。第一次进入循环执行res.push_back()时，容量不足触发扩容，原内存被释放。而你之前保存的it2迭代器指向的是原内存地址，这块内存已不属于res，变成野指针，解引用*it2就会读取到随机垃圾值。

有两种常用解决思路：

方法1：提前预留足够容量 #

在初始化res后，调用res.reserve(nums.size())，提前给res分配足够容纳所有前缀和的内存，后续push_back不会触发扩容，迭代器就不会失效。

修正后的代码片段：

vector<int> res;
res.reserve(nums.size()); // 提前预留容量
res.push_back(nums.front());
vector<int>::iterator it = nums.begin();
vector<int>::iterator it2 = res.begin();
// 后续代码不变

方法2：避免使用失效的迭代器 #

每次循环中，不依赖之前保存的it2，而是通过res的当前末尾元素计算（比如用res.back()），或者通过索引访问。比如把循环内逻辑改成：

while(it != nums.end())
{
    int next_sum = *it + res.back();
    res.push_back(next_sum);
    cout << "it : " << *it << endl;
    cout << "last sum : " << res[res.size()-2] << endl; // 取上一个前缀和
    cout << "pushed " << next_sum << " ";
    it++;
}

这种方法无需担心迭代器失效，因为每次都是直接访问当前有效的内存位置。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Anant