C++遍历删除std::vector元素时注释指定行引发崩溃的原因

完成LeetCode字母异位词分组题目时，下述代码可正常运行，但注释掉代码中标注的break行后程序会崩溃，初步判断问题与std::vector的遍历、删除操作相关。

class Solution {
public:
    vector<vector<string>> groupAnagrams(vector<string>& strs) {

        vector<vector<string>> ans;

        while (strs.size() > 0)
        {
            string tmp1 = strs[0];

            vector<string> tmpAns{ tmp1 };
            strs.erase(strs.begin());          
            sort(tmp1.begin(), tmp1.end());

            auto itr = strs.begin();
            while (itr != strs.end())
            {
                string tmp2 = *itr;
                sort(tmp2.begin(), tmp2.end());

                if (tmp2 == tmp1)
                {
                    tmpAns.push_back(*itr);
                    strs.erase(itr);

                    if (strs.size() <= 0) break; // 注释掉这行就会崩溃
                }
                else
                {
                    ++itr;
                }
            }

            ans.push_back(tmpAns);
        }

        return ans;
    }
};

int main()
{
    Solution s;
    vector<string> in= vector<string>{"a", "a"};

    vector<vector<string>> ans = s.groupAnagrams(in);

    std::cout << "Hello World!\n";
}

核心问题是错误使用了std::vectorerase操作后的失效迭代器：

• std::vector是连续内存存储的容器，调用erase(iterator pos)删除元素时，传入的pos迭代器会直接失效，同时该函数会返回被删除元素下一个位置的有效迭代器。
• 代码里执行strs.erase(itr)后，没有接收返回的有效迭代器，旧的itr已经变成野迭代器，对野迭代器做任何操作（包括和strs.end()比较、解引用）都是未定义行为，必然可能触发崩溃。

用测试用例{"a","a"}走一遍流程就能复现崩溃：

1. 外层循环首次进入时，strs长度为2，取出第一个"a"存入临时结果，删除首元素后strs仅剩1个"a"。
2. 内层循环的itr指向剩下的那个"a"，排序比对后匹配异位词，执行strs.erase(itr)，此时strs长度变为0，itr彻底失效。
3. 如果没有那行break，代码会回到内层循环的判断条件itr != strs.end()，此时用失效的itr和end()做比较，直接触发崩溃。

注意：那行判断size后break的代码只是刚好在「删除最后一个元素后strs为空」的场景下，跳过了后续使用失效迭代器的逻辑，属于歪打正着的补丁，没有从根上解决迭代器失效问题。如果遇到删除非末尾元素的场景，就算保留这行break，后续循环依然会使用失效迭代器，崩溃概率极高。

删除那行临时补丁的break，在erase元素时直接接收函数返回的有效迭代器即可，修改后的内层循环代码如下：

auto itr = strs.begin();
while (itr != strs.end())
{
    string tmp2 = *itr;
    sort(tmp2.begin(), tmp2.end());

    if (tmp2 == tmp1)
    {
        tmpAns.push_back(*itr);
        itr = strs.erase(itr); // 接收erase返回的下一个位置的有效迭代器
    }
    else
    {
        ++itr;
    }
}

这种写法完全符合STL容器迭代器的使用规范，不管删除的是哪个位置的元素，迭代器始终保持有效，不会触发未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Charlie