Почему из map нельзя удалять элементы как попало во время обхода?

Иногда нужно пройтись по контейнеру и удалить часть элементов. Например, убрать просроченные сессии, пустые записи, старые токены или временные ключи после фоновой очистки.

На первый взгляд хочется написать обычный цикл.
for (auto it = cache.begin(); it != cache.end(); ++it) {
if (it->second.expired()) cache.erase(it);
}

Выглядит логично. Мы стоим на элементе, проверяем его и удаляем, если он больше не нужен.

Но после erase(it) итератор it становится невалидным. А в конце итерации цикл всё равно попробует выполнить ++it.

То есть программа двигает уже сломанный итератор. Такое поведение может проявиться не сразу, а только на некоторых данных или сборках.

Правильный паттерн такой.
for (auto it = cache.begin(); it != cache.end(); ) {
if (it->second.expired()) {
it = cache.erase(it);
} else {
++it;
}
}

erase возвращает итератор на следующий элемент. Поэтому после удаления мы не делаем ++it вручную, а сразу продолжаем обход с корректной позиции.

Если элемент не удалили, тогда обычный ++it нужен. Именно поэтому инкремент убирают из заголовка for.

Для std::map и std::unordered_map это особенно важно, когда очистка идёт по условию внутри цикла.

Если нужно просто удалить всё по предикату и у вас C++20, можно использовать std::erase_if.
std::erase_if(cache, [](const auto& item) {
return item.second.expired();
});

Но явный цикл всё равно полезно знать. Он нужен, когда вместе с удалением нужно логировать, считать статистику или выполнять дополнительное действие.

Главная мысль простая. Если удаляешь элемент через итератор во время обхода, следующий итератор должен прийти из erase, а не из ++ после удаления.

Есть ещё одна частая ошибка. Иногда удаление пытаются спрятать внутрь range-for.

Так делать не стоит.
for (auto& [key, value] : cache) {
if (value.expired()) cache.erase(key);
}

Range-for сам управляет итератором внутри цикла. Если контейнер меняется во время обхода, этот внутренний итератор тоже может стать невалидным.

Поэтому для удаления по условию лучше сразу писать явный итераторный цикл. Он чуть длиннее, зато в нём видно, где именно происходит переход к следующему элементу.

Если внутри удаления есть дополнительные действия, их тоже удобно держать рядом.
if (it->second.expired()) {
log_removed(it->first);
it = cache.erase(it);
}

Такой код проще читать при ревью. Видно и условие удаления, и побочный эффект, и безопасное обновление итератора.

📣 C++ Ready | #совет