C++迭代器适配器:反向迭代器、插入迭代器、iostream迭代器

适配器是标准库中的一个通用概念。容器、迭代器和函数都有适配器(C++11出现了lambda函数、function类模板、bind函数，几乎取代了函数适配器)。本质上，适配器是一种机制，能使某种事物的行为看起来像另外一种一样。栈、队列、优先队列都属于容器适配器。本文主要介绍迭代器适配器。

迭代器适配器主要有三类：反向迭代器，插入迭代器，iostream迭代器。

插入迭代器

插入迭代器有三种类型，差异在于元素插入的位置：

• back_inserter( Container& c )，在容器尾部插入，只能对有push_back()的容器使用
• inserter( Container& c, Container::iterator i )，在容器内部指定迭代器前插入,只能对有insert()的容器使用。
• front_inserter( Container& c )，在容器头部插入，只能对有push_front()的容器使用。

假如你不能确定容器的大小，使用这三种迭代器，可以保证了不会造成越界的情况。

vector<int> v{
   1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
fill_n(inserter(v, v.begin() + 1), 3, -2);  // v:1 -2 -2 -2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

vector<int> v2;
copy(v.begin(),v.end(),back_inserter(v2));  // v2:1 -2 -2 -2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

deque<int> d;
copy(v.begin(),v.end(),front_inserter(d));  //逆序插入 d:10 9 8 7 6 5 4 3 2 -2 -2 -2 1

原理分析

每一个insert iterators 内部都维护有一个容器（必须由用户指定）；容器当然有自己的迭代器，于是，当客户端对insert iterators做赋值（assign）操作时，就在insert iterators中被转为对该容器的选代器做插入操作，也就是说，在insert iterators的operator=操作符中调用底层容器的push_front（）或push_back（）或insert（）操作函数。至于其它的迭代器惯常行为如operator++，operator++（int），operator*都被关闭功能，更没有提供operator--（int）或operator--或operator->等功能。换句话说，insert iterators的前进、后退、取值、成员取用等操作都是没有意义的，甚至是不允许的。
下面是back_inserter源码：

template <class Container>
class back_insert_iterator
{
   
protected:
  Container* container;
public:
  typedef output_iterator_tag iterator_category;
  typedef void                value_type;
  typedef void                difference_type;
  typedef void                pointer;
  typedef void                reference;
 
  explicit back_insert_iterator(Container& x) : container(&x) {
   }
 
  // 只有提供了push_back()操作的容器才能使用back_insert_iterator
  back_insert_iterator<Container>&
  operator=(const typename Container::value_type& value)
  {
   
    container->push_back(value);
    return *this;
  }
 
  back_insert_iterator<Container>& operator*() {
    return *this; }
  back_insert_iterator<C