C++基础的不能再基础的学习笔记——迭代器（基础）

迭代器（iterator )

迭代器是对对象的间接访问。并不是所有类型都可以使用迭代器，只有容器可以。

因此迭代器的对象为：容器中的元素 or string对象中的字符。

有效的迭代器是指 迭代器 指向某个元素 or 指向尾元素的下一位置，其他情况都是无效的。

一、迭代器的使用

有迭代器的类型 就有 可以返回迭代器的成员，最常见的如begin( )和end( )，begin( )用于返回指向第一个元素的迭代器，end( )用于返回指向尾元素的下一位置的迭代器。

当容器( string对象 )为空时，begin( ) 和 end( ) 都返回尾元素的下一位置的迭代器。

一个迭代器的范围是由一对迭代器表示的，即begin和end，两个迭代器指向同一个容器，分别指向首元素和尾元素的下一位置，这种范围是一个左闭合区间：[begin，end)。

1. 迭代器运算符

运算符	操作
*it	得到 it 所指向对象（字符）的引用
it->num	得到it所指向对象的num成员
++it	使it指向下一个元素（字符)）
it1 == it2	判断 两个迭代器所指元素是否相同 或 都指向尾元素的下一位置

vector<int> num = { 2,4,6,8 };

for (auto b = num.begin(), e = num.end(); b != e; ++b)
    cout << *b << endl;

其中，forward_list迭代器不支持“- -”运算符。

2. 迭代器类型

你肯定会有疑问，迭代器是什么类型的呢？事实是，我们只需要知道它是支持我们访问元素的工具就可以，不需要在意它是什么类型。

在拥有迭代器的类型中，使用iterator和const_iterator来表示迭代器的类型。其中，const_iterator类似于指向常量的指针，对迭代器指向的元素只能读。

vector<int>::iterator it;     //读写元素
string::iterator it2;         //读写字符

vector<string>::const_iterator it3;   //读元素，不可通过迭代器写元素

在默认条件下，当迭代器所指对象是常量时，begin和end的返回类型是const_iterator，否则是iterator。

而有些时候，比如只需要读数据的时候，最好使用常量类型，C++11提供给了两个获得常量类型迭代器的函数：cbegin( ) 和 cend( ) 。

3. 任一改变vector对象容量的操作，都会使迭代器失效

至于为什么，以后会说到。

二、迭代器运算

string、vector、deque、array类型的迭代器，在上述运算符的基础之上提供了更多的运算符。

运算符	操作
it + n	将it向前移动n个元素
it1 - it2	两个迭代器必须为同一容器（string对象）中的，表示距离的差值
< > >= <=	判断两个迭代器所指元素（字符）位置的先后

使用迭代器实现二分搜索

vector<int> num = { 2,4,6,8,10,11 };

vector<int>::const_iterator b = num.cbegin() , e = num.cend();
vector<int>::const_iterator mid = b + (e - b) / 2;


while (*mid != 4 && mid != e)
{
    if (*mid < 4)
        b = mid + 1;
    else e = mid - 1;

    mid = b + (e - b) / 2;
}

三、迭代器失效

向容器中添加或删除元素、改变容器大小、赋值操作等都有可能会使容器的迭代器失效。

向容器添加元素：

• 容器为vector、string。若添加元素之后，重新分配内存，则指向容器的迭代器、引用、指针全部失效。若添加元素之后，不重新分配内存，则添加位置之前的迭代器、引用、指针有效，之后的无效。
• 容器为deque。若在首尾添加元素，迭代器失效，指针、引用不失效。若不在首尾添加元素，迭代器、指针、引用均失效。
• 容器为list、forward_list。则迭代器、指针、引用都不会失效。

从容器删除元素：

• 容器为vector、string。删除元素位置之前的迭代器、引用、指针有效，之后的无效。尾后迭代器总是失效。
• 容器为deque。若在首尾删除元素，迭代器失效，指针、引用不失效。若不在首尾删除元素，迭代器、指针、引用均失效。
• 容器为list、forward_list。则迭代器、指针、引用都不会失效。

我们在程序实现中，一定要考虑到迭代器失效的问题。