二 迭代器(四)迭代器相应型别及traits编程技法

本文探讨了C++中迭代器的五种关键响应型别,包括value_type、difference_type、pointer、reference和iterator_category,并解释了它们在STL中的作用。此外,介绍了traits编程技法,特别是iterator_traits结构体,用于萃取迭代器特性。SGI STL的_type_traits扩展了这一概念,用于判断类型特性,以优化内存管理和操作效率。

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迭代器相应的型别

如果你希望你所开发的容器能够与STL水乳交融,一定要为你的容器的迭代器定义这五种相应型别。

(一) 根据经验,最常用到的迭代器相应型别有五种:

(1)value_type:

是指迭代器所指对象的类型。

(2)difference_type:

用来表示两个迭代器之间的距离,因此它也可以用来表示一个容器的最大容量,因为对于连续空间的容器,头尾之间的距离就是其最大容量。

(3)pointer:

(4)reference:

(5)iterator_category:

迭代器根据移动特性和实施操作,可以分为五类:input iterator、output iterator、forward iterator、bidirectional iterator和Random Access Iterator。例如:advance()和distance()要用到这个特性。


二 traits编程技法:

traits编辑技法大量应用于STL实现品中。它利用“内嵌型别”的编程技巧与编译器的template参数推导功能,增强c++未能提供的关于型别认证方面的能力。


(一)iterator_traits(特性萃取机):


template<class I>

struct iterator_traits{//特性萃取机

typedef  typename I::iterator_category iterator_category;

typedef  typename I::value_type value_type;

typedef  typename I::difference_type difference_type;

typedef  typename I::pointer pointer;

typedef  typename I::reference     reference;

};

下图说明,traits所扮演的“特性萃取机”的角色:


(2) Iterator源代码(stl_iterator_base_types.h):

mingw中iterator定义在stl_iterator_base_types.h头文件中,advance和distance函数定义在stl_iterator_base_funcs.h头文件中,stl_iterator.h中定义了insert iterator和reverse iterator。

以下是书中代码,略有不同:

1.五种迭代器特性和泛化的iterator_traits:


2.针对原始指针的而设计的traits特化版:


3. 返回迭代器类型的函数:


4 advance和distance函数:


(二) SGI STL的私房菜:_ _type_traits


(1)STL只对迭代器加以规范,制定出iterator_traits。SGI扩大了traits编程技法,于是有了_ _type_traits。

iterator_traits负责萃取迭代器的特性,_ _type_traits负责萃取型别的特性。


此处我们关注的型别的特性是指:

这个型别收是否具有non-trivial default constructor?

是否具有non-trivial copy constructor?

是否具有non-trivial assignment operator?

是否具有non-trivial destructor?

如果答案是否定的,那么久可以采用最有效率的措施。(例如根本不调用那些身居高位,不谋事是的那些constructor,destructor,而是采用内存直接处理操作如:malloc()、memcpy()...等等)。


(2)_ _type_traits定义的类型:

类型true_type: struct   _true_type{}

类型false_type:struct  _false_type{}


...



STL实现迭代器萃取的方式是通过对iterator_traits进行偏特化。为了使迭代器萃取有效运行,每个迭代器都要自行以内嵌性别定义的方式定义出相应别。迭代器的类萃取机制被定义为iterator_traits模板类,它接受一个迭代器作为模板参数,并通过特化来提取迭代器的相关信息。 在STL中,对于一般的迭代器,使用iterator_traits模板类进行萃取,通过迭代器的内嵌typedef来获取iterator_category、value_type、difference_type、pointer和reference等相应别。而针对原生指针类迭代器,STL会针对指针类进行偏特化,直接定义出相应别,如random_access_iterator_tag、_Tp、ptrdiff_t、_Tp*和_Tp&等。这样就可以实现对迭代器的属性萃取。 通过对iterator_traits进行偏特化,STL能够根据不同的迭代器提取出相应的属性,从而能够在算法中正确地使用不同类迭代器,并根据迭代器的属性进行相应的操作。这样实现了迭代器的通用性和灵活性,使得STL算法可以适用于不同类迭代器。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* *3* [STL迭代器---萃取](https://blog.youkuaiyun.com/jiewaikexue/article/details/111372288)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *2* [STL 迭代器萃取](https://blog.youkuaiyun.com/qq_40080842/article/details/128112675)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]
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