《C++ Primer 第五版》迭代器补充 讲解

补充进阶内容总览

补充点	为什么重要	实际应用场景
✅ const 迭代器（const_iterator）	只读保护，防止误改	遍历 map、set 等结构
✅ 反向迭代器（rbegin() / rend()）	逆序遍历	栈模拟、回文判断
✅ 插入迭代器（back_inserter 等）	支持算法自动插入	copy() / merge()
✅ std::advance, std::distance	操作通用迭代器	用在模板函数中
✅ STL 算法与迭代器协作	算法库依赖迭代器	sort(), find(), transform() 等
✅ 自定义容器适配器	实现更灵活的容器	DIY 链表/环形缓冲区等
✅ 迭代器失效（invalidated iterators）	常见 Bug 根源	容器插入、删除元素时
✅ C++20 ranges 与 view（现代替代）	函数式风格遍历处理	更简洁表达逻辑，零拷贝

---

二、关键扩展详解

---

1️⃣ const_iterator：防止修改

vector<int> v = {1, 2, 3};
vector<int>::const_iterator it = v.begin();
// *it = 5;  // ❌ 不允许写
cout << *it; // ✅ 允许读

🧩 使用场景：

• 保证只读遍历

• 函数参数中传入 const vector<T>& 时搭配使用

---

2️⃣ 反向迭代器：rbegin() / rend()

vector<int> v = {1, 2, 3};
for (auto rit = v.rbegin(); rit != v.rend(); ++rit)
    cout << *rit << " ";  // 输出 3 2 1

---

3️⃣ 插入迭代器：让算法自动插入

#include <algorithm>
#include <iterator>

vector<int> src = {1, 2, 3};
vector<int> dest;

copy(src.begin(), src.end(), back_inserter(dest));

back_inserter、front_inserter、inserter 是三种插入策略。

---

4️⃣ std::advance 和 std::distance

list<int> lst = {10, 20, 30, 40};
auto it = lst.begin();
advance(it, 2);  // it 指向第 3 个元素
cout << *it;

int d = distance(lst.begin(), it);  // 结果为 2

在不知道容器类型时（泛型模板中）特别有用。

---

5️⃣ STL 算法配合迭代器（最实用）

#include <algorithm>

vector<int> v = {1, 5, 3};
auto it = find(v.begin(), v.end(), 5); // 查找元素
sort(v.begin(), v.end());              // 排序
transform(v.begin(), v.end(), v.begin(), [](int x) { return x * 2; });

所有算法都以迭代器范围作为输入，极其强大。

---

6️⃣ 迭代器失效问题（非常关键）

vector<int> v = {1, 2, 3, 4};

auto it = v.begin();
v.push_back(5); // ❗ 可能导致 it 失效

📌 容器调整大小后，旧的迭代器可能指向非法内存。

安全策略：

• 修改容器后，不要使用之前的迭代器

• 使用 erase() 返回值更新迭代器

---

7️⃣ C++20 ranges（新范式）

#include <ranges>
#include <iostream>

vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int n : v | std::views::filter([](int x){ return x % 2 == 0; }))
    cout << n << " "; // 输出：2 4

✅ ranges + views 更现代、更安全、更组合式。

---

 三、哪些是“必须掌握”，哪些是“进阶选学”？

等级	推荐掌握内容
✅ 基础	begin(), end(), *it, ++it
✅ 必须	const_iterator, auto, STL 算法
🔄 推荐	rbegin(), advance(), insert_iterator
🚀 进阶	自定义迭代器类、ranges, distance() 等等
⚠️ 必知	迭代器失效规则（否则很容易出 bug）