STL 迭代器

本文详细介绍了C++中迭代器的基本概念及其与指针的区别,包括如何使用迭代器操作容器中的元素,迭代器的不同类型及它们的应用场景。此外,还探讨了迭代器的运算以及在二分查找算法中的应用。

迭代器的简介


  1. 迭代器类似于指针类型,它也提供了对对象的间接访问。
  2. 指针是c语言中就有的东西,迭代器是c++中才有的,指针用起来灵活高效,迭代器功能更丰富些。
  3. 迭代器提供一个对容器对象或者string对象的访问的方法,并且定义了容器范围。

使用迭代器


迭代器和指针不一样,容器和string有迭代器类型同时拥有返回迭代器的成员。比如,容器都有的成员begin和end,其中begin成员复制返回指向第一个元素(第一个字符)的迭代器,而end成员返回指向容器(或string对象)尾元素的下一个位置的迭代器,也就是说end指示的是一个不存在的元素,所以叫end返回的是尾后迭代器。一般我们清楚一个迭代器的准确类型是什么,所以我们都是使用auto或者decltype来定义变量的。

vector<int> v;
auto b=v.begin();
decltype(v.begin()) b=v.begin();

标准容器迭代器的运算符


  •  

下面给出一个使用迭代器运算符修改容器元素的代码示例:

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
int main()
{
    vector <int> v(10, 1);
    int i=1;
    cout << "未修改前:";
    for (auto v_quote : v)
    {
        cout << v_quote << " " ;   //未修改前
    }
    cout << endl;
    for (auto v_quote = v.begin(); v_quote != v.end(); ++v_quote)
    {
        *v_quote += i;
        ++i;
    }
    cout << "修改后:";
    for (auto v_quote : v)
    {
        cout << v_quote << " ";
    }
    cout << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

迭代器的类型


那些拥有迭代器的标准库类型都是使用:iterator和const_iterator来表示迭代器的类型:

    vector <int> ::iterator it;        //it能读写vector<int>的元素
    vector <int>::const_iterator it;   //it只能读vector<int>的元素,不可以修改vector<int>中的元素

    string::iterator s;                //s可以读写string对象中的元素
    string::const_iterator s;          //s只可以读string对象中的元素,不可以修改string对象中的元素

const_iterator和常量指针一样,只可以读取但不可以修改所指的值。在c++11的新标准中,为了便于得到const_iterator类型的返回值,引入两个新的函数,分别是cbegin和cend,功能类似于begin和end,只是返回的值类型为const_iterator;

vector动态增长的限制:

  1. 不能再范围for循环中向vector对象添加元素。
  2. 任何一种可能改变vector容量的操作,比如push_back,都会使该vector对象的迭代器失效。

迭代器的运算


iter+n           //迭代器加上一个整数值仍得到一个迭代器,迭代器指示的新位置向前移动了,指示可能是容器的一个元素或者是尾部的下一个位置
iter-n          //相反,迭代器指示的位置向后移动了,指示可能是容器的一个元素或者是尾部的下一个位置
iter1+=n        //等价于iter1+n
iter1-=n        //等价于iter2-n
iter1-iter2     //两个迭代器的距离,

两个迭代器返回的值,在string和vector都为它定义了一个新的类型–difference_type,它是一个带符号的整型。

使用迭代器运算的一个经典算法是二分查找,代码如下:

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
int main()
{
    vector <int> v{ 1,20,10,5,6,7,90 };
    cout << "请输入需要查找的值:";
    int temp = 0;
    cin >> temp;
    sort(v.begin(), v.end());       //使用排序函数对容器vector中的元素进行排序

    auto beg = v.begin();
    auto end = v.end();
    auto mid = v.begin()+ (end - beg) / 2;
    /*
    二分查找法:
    每次都拿中间的那个值和需要查找的值做比较,如果相等就退出查找
    如果查找的值比中间那个值小,则向前查找
    如果查找的值比中间那个值大,则向后查找
    */
    while (mid != end && * mid != temp)
    {
        if (temp < *mid)
        {
            end = mid;
        }
        else
        {
            beg = mid+1;
        }

        mid = beg + (end - beg) / 2;

    }
    if (* mid == temp)
        cout << "find" << endl;
    else
        cout << "Not find" << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

输出结果: 
这里写图片描述

装载:https://blog.youkuaiyun.com/qq_35644234/article/details/52331948

### C++ STL 迭代器概述 C++ 标准模板库 (STL) 中的迭代器是一种通用工具,用于访问和遍历容器中的元素。它们提供了统一的操作接口,使得开发者能够以一致的方式处理不同类型的容器[^1]。 #### 类型分类 STL 迭代器主要分为五类: - **输入迭代器**:支持单向读取数据。 - **输出迭代器**:支持单向写入数据。 - **前向迭代器**:支持多次遍历同一序列并允许修改数据。 - **双向迭代器**:除了具备前向迭代器功能外,还支持反向移动(即 `--` 操作)。 - **随机访问迭代器**:具有双向迭代器的所有特性,并能像指针一样进行算术运算(如跳跃多个位置)。[^2] #### 基本操作 以下是常见的迭代器操作及其说明: - `*it` 解引用操作返回当前指向的值。 - `it->member` 访问所指向对象的成员。 - `++it` 或 `it++` 移动到下一个元素;注意前置形式通常更高效。 - `--it` 返回至上一元素(仅适用于双向或随机访问迭代器)。 - 算术运算符如 `it + n`, `it - n` (针对随机访问迭代器有效)。 #### 示例代码展示 下面给出几个典型例子来演示如何使用各种类型的迭代器: ##### 遍历 vector 容器 ```cpp #include <iostream> #include <vector> int main() { std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4}; // 使用范围for语句自动推导类型 for(auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it){ std::cout << *it << ' '; } } ``` ##### 修改 list 的内容 ```cpp #include <list> #include <algorithm> #include <functional> void doubleElements(std::list<int>& lst){ std::transform(lst.begin(), lst.end(), lst.begin(), std::bind2nd(std::multiplies<int>(), 2)); } // 调用此函数即可使列表中每个整数翻倍 ``` ##### 自定义比较查找 set 元素 ```cpp #include <set> #include <string> bool caseInsensitiveLess(const std::string& s1, const std::string& s2); std::set<std::string, bool(*)(const std::string&, const std::string&)> mySet(caseInsensitiveLess); ``` 以上展示了不同类型容器配合相应迭代器完成特定任务的过程。
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