STL之迭代器基本概念 [转贴]

STL是C++中重要部分之一（面向对象、STL、模板等），其中三个基本的STL组件包括：
1. 迭代器。迭代器之于容器相当于指针之于数组，提供了访问容器对象的方法，事实上C++中的指针也是一种迭代器，但是要注意迭代器不仅仅是指针，不一定具有地址值。
2. 容器。容器是一种模板类，例如list、vector、deques等，一般由迭代器访问容器中的数据。
3. 算法。STL中数据结构和算法是分离的，各种函数在广义容器中（包括链表、数组、string对象、容器）完全通用。

1.头文件：
STL头文件一般不使用.h扩展，其中主要使用的头文件和对应容器类如下：
#include Container Class
<deque> deque
<list>  list
<map>  map, multimap
<queue> queue, priority_queue
<set>  set, multiset
<stack> stack
<vector> vector
<string>  string
<iterator> ***<***>::iterator
<algorithm> 各种算法函数
STL均使用标准命名空间using namespace std。

2.迭代器：
迭代器有五种类型，这五种类型是一种继承关系，具体如下：
Input iterators：提供对数据的只读访问，前向推进。输入迭代器可以使用==和!=来测试是否相等；使用*来访问数据；使用++操作符前向推进。例如find函数需要保证输入迭代器。
Output iterators：提供对数据的只写访问，前向推进。输出迭代器缺省只写，由于该迭代器无法读取对象，因此不会在任何搜索和其他算法中使用它。
Forward iterators：提供读写访问，前向推进。例如replace函数需要保证前向迭代器。
Bidirectional iterators：提供读写访问，前向或后向推进。例如reverse函数需要保证双向迭代器。
Random access iterators：提供读写访问，随机移动（非const的指针也是随机迭代器）。STL中的排序和搜索函数使用随机访问迭代器，随机访问迭代器可以使用关系操作符做比较。
除此之外，还包括一些特殊的迭代器：
指针迭代器：一个指针也是一种迭代器。
常量迭代器：对于只读变量，为了防止错误赋值，可以使用常量迭代器const_iterator，该迭代器指向的对象不允许改变。注意：const ***<***>::iterator的含义是该迭代器成为常量，不可指向其他数据，与常量迭代器的含义是不一样的。

3.流迭代器
将输入输出（例如标准输入输出流cin/cout或者文件流等）作为容器看待，因此接受迭代器参数的算法都可以和流一起工作。
STL定义模板类ostream_iterator作为输出流迭代器，其构造函数有两个参数，包括一个ostream对象和一个string值（作为间隔符），因此可以象下面一样创建一个迭代器：
ostream_iterator<int>(cout, “/t”)             //定义cout迭代器
ofstream out(“text.txt”);
ostream_iterator<string> obegin(out, “/n”);       //定义文件流输出迭代器
STL定义模板类istream_iterator作为输入流迭代器，可指定读取的来源，并应该和结束迭代器比较。具体如下：
istream_iterator<int> intreader(cin);       //定义cin流迭代器
isteam_iterator<int> eof;
copy(istream_iterator<string>(cin), istream_iterator<string>(), 输出迭代器);      //定义无变量名的cin流迭代器
ifstream in(“text.txt”);
istream_iterator<string> ibegin(in);
istream_iterator<string> iend;            //定义文件流输入迭代器
还有一些具体应用如下：

//利用流迭代器填充vector
{
    ifstream in("test.txt");
    istream_iterator<string> ibegin(in);
    istream_iterator<string> iend;
    vector<string> vec(ibegin, iend);
    copy(vec.begin(), vec.end(), ostream_iterator<string>(cout, "/n"));
}
//利用输入流填充vector
{
    vector<string> vec;
    copy(istream_iterator<string>(cin), istream_iterator<string>(), back_inserter(vec));
    sort(vec.begin(), vec.end());
    copy(vec.begin(), vec.end(), ostream_iterator<string>(cout,"/n"));
}
//利用流迭代器保存vector内容到文件
{
    ifstream in("test.txt");
    istream_iterator<string> ibegin(in);
    istream_iterator<string> iend;
    vector<string> vec(ibegin, iend);
    ofstream out("testcopy.txt");
    copy(vec.begin(), vec.end(), ostream_iterator<string>(out, "/n"));    
}

注意：上面用输入流迭代器来初始化vector后，不可再用这个输入流迭代器，因为随着数据的读取，迭代器已经到达输入流或者文件流的末尾了。

4.插入迭代器：
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
vector<int> vi;
copy(arr, arr + 5; vi.begin());
该语句不会执行，因为没有为vi分配存储空间。此时使用插入迭代器可以将值插入到容器中，自动为vi扩展存储空间，主要包括三种插入迭代器。
普通插入器：将对象插入到容器任何对象的前面。该迭代器使用容器的insert操作符替代赋值运算符，第一个参数是容器本身，第二个参数是容器迭代器指定插入位置。
Front inserters：将对象插入到数据集的前面，例如链表表头。该迭代器使用push_front操作替代赋值运算符，参数是容器本身。
Back inserters：将对象插入到数据集的尾部，例如vector的尾部，导致vector容器扩展。该迭代器调用容器的push_back操作替代赋值运算符，参数是容器本身。
注意：使用插入迭代器可能导致容器中的其他对象移动位置，因此现有的迭代器变成非法，需要重新赋值（list除外，不受影响）。

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
vector<int> vi;
copy(arr, arr + 5; front_iterator(vi));
//最终结果按序是5 4 3 2 1，因为每次调用push_front将一个数据插入到vi的前面。
Vector<int>::iterator p = find(vi.begin(), vi.end(), 2);
copy(arr, arr + 2, inserter(vi, p));
//最终结果是5 4 3 1 2 2 1，因为调用insert一次性将所有数据插入到p前。

5.混合迭代器函数：
下面两个迭代器函数非常有用：
advance(iterator, int)：按照指定的数目增减迭代器。第一个参数是迭代器，第二个参数是增减的数目（前向迭代器该数必须为正，双向或者随机迭代器该数可以为负）。
distance(iterator, iterator, int&)：返回到达一个迭代器所需递增操作的数目。该函数是递归的，每次递归第三个参数，因此必须初始化该参数为0然后使用该函数。