C++迭代器

忘了从哪里抄的

1 什么是迭代器

迭代器(Iterator)是按照一定的顺序对一个个容器中的元素从前往遍历的一种机制，而又不需要暴漏该对象的内部细节。

2. C++迭代器种类说明

C++中的容器一般会提供四个迭代器：

1. iterator 正向迭代器，从前往后遍历，可修改元素的值
2. const_iterator 正向常量迭代，但不能修改元素的值，因为指向的是const的引用
3. reverse_iterator 反向迭代，从后往前遍历，可修改元素的值
4. const_reverse_iterator 反向常量迭代，但不能修改元素的值，因为指向的是const的引用。

迭代器类型	开始位置标志	末尾位置标志	说明
iterator	begin()	end()	正向迭代
const_iterator	cbegin()	cend()	正向常量迭代
reverse_iterator	rbegin()	rend()	反向迭代
const_reverse_iterator	crbegin()	crend()	反向常量迭代

3. C++ 迭代器功能说明

章节2中介绍了迭代器的种类说明，比如vector提供了四种迭代器，其中的iterator为正向迭代器，但不仅仅是正向按下标一个个迭代这么简单，它还可以提供随机访问。

常用的迭代器按功能强弱分为输入、输出、正向、双向、随机访问五种，这里只介绍常用的三种。

1. 正向迭代器。假设 p 是一个正向迭代器，则 p
   支持以下操作：++p，p++，*p。此外，两个正向迭代器可以互相赋值，还可以用==和!=运算符进行比较。

2. 双向迭代器。双向迭代器具有正向迭代器的全部功能。除此之外，若 p 是一个双向迭代器，则–p和p–都是有定义的。–p使得 p
   朝和++p相反的方向移动。

3. 随机访问迭代器。随机访问迭代器具有双向迭代器的全部功能。若 p 是一个随机访问迭代器，i 是一个整型变量或常量，则 p
   还支持以下操作： p+=i：使得 p 往后移动 i 个元素。 p-=i：使得 p 往前移动 i 个元素。 p+i：返回 p 后面第 i
   个元素的迭代器。 p-i：返回 p 前面第 i 个元素的迭代器。 p[i]：返回 p 后面第 i 个元素的引用。

表1：不同容器的迭代器的功能

容器	迭代器功能
vector	随机访问
deque	随机访问
list	双向
set / multiset	双向
map / multimap	双向
stack	不支持迭代器
queue	不支持迭代器
priority_queue	不支持迭代器

4. 接口

1. advance

使容器前进n个元素，

void IteratorSuite::advance()
{
    std::list<int> a = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 };
    auto it = a.begin();
    std::advance(it, 3);
    TEST_ASSERT_EQUALS(3, *it);
}

5 自定义类型迭代器

template <typename T>
class arrIterator
{
public:
    arrIterator() {};
    arrIterator(T* start) : ptr(start) {};
    arrIterator& operator++() {
        ++ptr;
        return *this;
    }

    T& operator*() {
        return *ptr;
    }

    T* operator->() {
        return ptr;
    }

    bool operator!=(const arrIterator& other) {
        return ptr != other.ptr;
    }
    bool operator==(const arrIterator& other) {
        return ptr == other.ptr;
    }
private:
    T* ptr;
};
/*********以下操作似乎是不允许的**********
 * 添加元素会使得end()指向不对
 * 中间插入元素使得end也不对
*************************************/
class MyClass
{
public:
    MyClass() {};
    ~MyClass() {};
    
    arrIterator<int> begin() {
        return arrIterator<int>(&member[0]);
    }
    arrIterator<int> end() {
        return arrIterator<int>(&member[0] + count);
    }
    void push_back(int value) {
        if (count < 10) {
            member[count] = value;
            count++;
        }
    }

private:
    int member[10];
    int count = 0;
};

int main()
{
    MyClass myClass;
    for (int i=0; i<5; ++i)
    {
        myClass.push_back(i);
    }
    for(arrIterator<int> it = myClass.begin(); it != myClass.end(); ++it)
    {
        std::cout << *it << std::endl;
    }

    return 0;
}

FAQ

基于范围的for循环

通常在遍历数组时，我们可这样使用：

void func()
{
	vector<int> data ={1,2,3,4};
	for(auto i = data.begin(); i != data.end(); ++i)
	{
		cout<<*it<<endl;
	}
}

C++引入了另外一种基于范围的for循环，使得遍历更加简单

for(auto i:data)

如果你想在基于范围的for循环中使用引用，你可以通过在迭代变量前加上&来实现。这允许你直接修改迭代到的元素，而不是创建一个元素的副本。

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
 
    for (int& x : vec) 
    {
        x = x * 2; // 这会改变原始vector中的值
    }
 }