C++小技巧: 集合(vector, list, map, set)的反向遍历

一般的正向集合遍历

1. for/index/size模式

for(int i = 0; i < collection.size(); ++i) {
	std::cout << collection[i] << std::endl;
}

弊端: 只适合std::vector这种可以通过下标随机O(1)时间访问的集合类型

2. for/begin/end 模式

for(auto it = collection.begin(); it != collection.end(); ++it) {
	std::cout << *it << std::endl;
	// std::cout << it->first << ", " << it->second << std::endl;
}

这种适合大多数的集合遍历模式

3. for/in 模式(for/begin/end模式的精简版)

for(auto& item: collection) {
	std::cout << item << std::endl;
	// std::cout << item.first << ", " << item.second << std::endl;
}

这种写法属于C++11开始出现的语法糖，只要集合(包括标准库的集合和用户自定义的集合甚至伪集合)能使用for/begin/end模式的遍历方式就能使用这种语法糖模式

如果想反向遍历怎么办?

可能的思路

• 将集合先反转再遍历：可能集合被限制为常量不可反转自身，受限
• 将集合反向拷贝再遍历: 集合数量比较庞大时，会占用大量内存，慎用
• 反向迭代器(rbegin+rend): 我觉得可以，推荐

反向迭代器

示例代码:

for(auto it = collection.rbegin(); it != collection.rend(); ++it) {
	std::cout << *it << std::endl;
	// std::cout << it->first << ", " << it->second << std::endl;
}

其实用法和for/begin/end模式几乎一样，只是需要使用rbegin和rend来代替begin和end, rbegin()表示反向迭代器的开始, 也就是正向的末尾, rend()表示反向迭代器的末尾也就是正向迭代器的开始

能不能使用语法糖?

直接使用当然不行，但并不表示我们不能使用

回想下上面的一句很关键的话: 只要集合(包括标准库的集合和用户自定义的集合甚至伪集合)能使用(for/begin/end模式)的遍历方式就能使用这种语法糖模式

解决方案

把当前集合rbegin和rend接口调用转换成另外一个对象的 begin()和end()接口调用， 并且返回的迭代器是不变的

具体实现

示例代码

namespace oyoung {
    template<typename T>
    struct CollectionReverse {
        
        using iterator = typename T::reverse_iterator;
        using const_iterator = typename T::const_reverse_iterator;
        
        explicit CollectionReverse(T& col)
            : _M_collection(col) {}
        
        iterator begin() {
            return _M_collection.rbegin();
        }
        
        const_iterator begin() const {
            return _M_collection.rbegin();
        }
        
        iterator end() {
            return _M_collection.rend();
        }
        
        const_iterator end() const {
            return _M_collection.rend();
        }
        
    private:
        T & _M_collection;
    };

    template<typename T>
    CollectionReverse<T> reverse(T& col) {
        return CollectionReverse<T>(col);
    }
}

如何使用呢?

#include <map>
#include <set>
#include <list>
#include <vector>

#include <iostream>

int main(int argc, const char * argv[]) {

    
    std::vector<int> vi {0,1, 2, 3, 4, 5};
    
    std::list<int> li {10, 11, 12, 12, 14, 15};
    
    std::map<int, int> mii {
        {0, 10}, {1, 11}, {2, 12}, {3, 13}, {4,14}, {5,15}
    };
    
    std::set<int> si {0, 1, 2, 3, 4, 4, 5, 5};
    
    std::cout << "reversed vector: ";
    for(auto i: oyoung::reverse(vi)) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    
    std::cout << std::endl;
    std::cout << "reversed list: ";
    for(auto i: oyoung::reverse(li)) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << std::endl;
    std::cout << "reversed map: ";
    for(auto pair: oyoung::reverse(mii)) {
        std::cout << '(' << pair.first << ": " << pair.second << "),";
    }
    std::cout << std::endl;
    std::cout << "reversed set: ";
    for(auto i: oyoung::reverse(si)) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

输出结果对不对呢？ 😉

reversed vector: 5 4 3 2 1 0 
reversed list: 15 14 12 12 11 10 
reversed map: (5: 15),(4: 14),(3: 13),(2: 12),(1: 11),(0: 10),
reversed set: 5 4 3 2 1 0