c++Iterators(迭代器)和auto关键字

自言自语：其实作者在这之前一直不太能理解迭代器，觉得反思维，不能很好记下来运用，还是习惯于用for,while循环。说白了还是懒,用好了会很方便，且能让代码更美。

1.概述

迭代器用于通过“指向”来访问和迭代数据结构（向量、集合等）的元素。我个人认为迭代器是循环的一种特殊情况，for-each迭代器由于参数特殊性，更偏向于遍历整个数据结构，但我们循环中不仅仅用于遍历结构，还有时候是用于筛查一些特殊值或者进行一些特殊的处理。我们可以简单的吧迭代器理解为指针

2.创建迭代器变量

eg:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
  // Create a vector called cars that will store strings
  vector<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};

  // Create an iterator named it
  vector<string>::iterator it;//声明一个迭代器 it，用于遍历 vector<string> 类型的容器

  // Use the iterator to loop through the vector
  for (it = cars.begin(); it != cars.end(); ++it) {
    cout << *it << "\n";//*it 解引用操作则可以访问该元素的值。
  }

  return 0;
}

这里的begin()和end()要区别于front()和back()，可以参考文章begin()和end()还有front()和back()

运行结果：

注意：迭代器的类型必须与它要迭代的数据结构（在我们的例子中）string的类型匹配

auto关键字

在 C++ 11 及更高版本中，你可以使用关键字auto而不是 显式声明和指定迭代器的类型，该关键字允许编译器 自动确定正确的数据类型，从而简化代码和 使其更具可读性

比如你声明一个vector<string>的迭代器变量,需要写很长的前置定义，使用auto关键字可以让代码更简洁，更省事（前提是不乱用），对比一下

eg:vector<string>::iterator it = cars.begin();

auto it = cars.begin();

上面两个定义代码是等价的。作用是相同的

Attention:auto关键字固然好用,省的我们想和敲关键字，但是如果随意或者大篇幅全文件使用auto关键字会导致代码可读性非常差，倒来倒去你也不知道这个变量的类型是啥了，所以大家谨慎使用。

For-Each循环与迭代器

你可以使用for-each循环来遍历数据结构中的元素，如下所示：

eg:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
  // Create a vector called cars that will store strings
  vector<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};

  // Print vector elements
  for (string car : cars) {
    cout << car << "\n";
  }
  return 0;
}

运行结果：

反向循环容器，

可以用rbegin(),rend(),rbegin() 和 rend() 是 vector 容器提供的用于反向迭代的成员函数，它们可以让你从容器的末尾向前遍历。

rbegin()

返回一个指向容器最后一个元素的反向迭代器。反向迭代器的遍历方向与普通迭代器相反，因此，rbegin() 指向的是向量中最后一个元素

rend()

返回一个反向迭代器，指向容器第一个元素之前的位置（即 rend() 不指向任何实际元素，而是一个边界标志，表示反向遍历结束的点）。

迭代器重用性

vector,deque,set,list,都差不多都是通过*解引用，map的比较特殊,注意：而 stacks 和 queues则不支持迭代器。

eg:

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main() {
  map<string, int> people = { {"John", 32}, {"Adele", 45}, {"Bo", 29} };

  // Loop through the map with an iterator
  for (auto it = people.begin(); it != people.end(); ++it) {
      cout << it->first << " is: " << it->second << "\n";
  }
  
  return 0;
}

map使用"->"箭头符号访问

迭代器算法

在 C++ 中，迭代器不仅仅用于遍历容器，它们还可以与标准库中的各种算法函数配合使用，如 sort()、find() 等。通过使用迭代器，这些算法函数能够在不同的数据结构上执行操作，例如对数据进行排序或查找特定的元素。

sort() 函数

sort() 是 C++ 标准库 <algorithm> 提供的一个排序算法，它可以接收两个迭代器作为参数，用来确定需要排序的范围。通常，我们使用容器的 begin() 和 end() 迭代器来表示整个容器的范围。

• begin(): 返回指向容器第一个元素的迭代器。
• end(): 返回指向容器最后一个元素之后的迭代器（不指向实际的元素，而是容器范围之外的一个位置，标志结束）。

例如，sort(cars.begin(), cars.end()); 将对 cars 容器从第一个元素到最后一个元素进行排序。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>  // 引入 <algorithm> 库
using namespace std;

int main() {
  // 创建一个存储字符串的 vector，称为 cars
  vector<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};

  // 使用 sort() 函数对 cars 按字母顺序进行排序
  sort(cars.begin(), cars.end());

  // 按照字母顺序输出排序后的 cars
  for (string car : cars) {
    cout << car << "\n";
  }

  return 0;
}

运行结果：