C++标准程序库笔记---迭代器

迭代器是一种能够遍历某个序列内所有元素的对象，它可以偷过于一般指针一直的接口来完成自己的工作，迭代器可以作为一种数据结构与算法解耦的手段使用，例如，某一算法可以通过迭代器来对顺序容器或二叉树做相同的操作。

迭代器种类：

迭代器类型	能力	供应者
输入迭代器	向前读取	istream
输出迭代器	向前写入	ostream,inserter
前向迭代器	向前读取和写入
双向迭代器	向前和向后读取和写入	list,set,multiset,map,multimap
随机访问迭代器	随机存取，可读取也可写入	vector,deque,string,array

1. 输入迭代器

input迭代器只能一次一个向前读取元素，input跌打器只能读取元素一次。如果复制input迭代器，并使原input迭代器和新产生的副本都向前读取，可能会遍历到不同的值

纯粹input迭代器的一个典型例子就是“从标准输入装置（通常为键盘）读取数据”的迭代器。同一个值不会被读取两次。如果两个input迭代器占用同一个位置，则两者相等。但是，这并不意味着他们存取元素时就会传回相同的值。

表达式	效果
*iter	读取实际元素
iter->member	读取实际元素的成员
++iter	向前步进（传回新位置）
iter++	向前步进（传回旧位置）
iter1 == iter2	判断两个迭代器是否相等
iter1 != iter2	判断两个迭代器是否不相等
TYPE(iter)	复制迭代器（copy构造函数）

应该尽可能优先选用前置式递增操作符，因为性能更好，不需要传回旧值，所以也就不必花费一个临时对象来保存旧值。临时变量总是const的，所以后缀表达式不能做左值。

2.输出迭代器

output迭代器将元素值一个个写入，只能一个元素一个元素地赋新值，不能用output迭代器对统一序列进行两次遍历。这就好像将元素写到黑洞里，如果在相同位置上对着一个黑洞惊醒第二次写入，不能确保这次写入值会覆盖前一个值

表达式	效果
*iter = value	将数值写到迭代器所指位置
++iter	向前步进（传回新位置）向前步进
iter++	向前步进（传回旧位置）
TYPE(iter)	复制迭代器（copy构造函数）

3.前向迭代器

forward迭代器是input迭代器和output迭代器的结合，具有input迭代器的全部功能和output迭代器的大部分功能

表达式	效果
*iter	读取实际元素
iter->member	读取实际元素的成员
++iter	向前步进（传回新位置）
iter++	向前步进（传回旧位置）
iter1 == iter2	判断两个迭代器是否相等
iter1 != iter2	判断两个迭代器是否不相等
TYPE(iter)	复制迭代器（copy构造函数）
TYPE()	产生迭代器（default构造函数）
iter1 = iter2	赋值

和input迭代器和output迭代器不同，forward迭代器能够多次指向同一群集（collection）中的同一元素， 并能多次处理同一元素

output迭代器无需检查是否抵达序列尾端，便可以直接写入数据，output迭代器不提供比较操作，所以不能将output迭代器和尾端迭代器想比较。

对于forward迭代器，必须在提取数据之前确保它有效，否则会发生未定义行为。

4.双向遍历器

Bidirectional迭代器在forward迭代器的基础上增加了回头遍历的能力。支持--iter和iter--操作

5.随机存取迭代器

random access爹哎器在bidirectional迭代器基础之上再增加随机存取能力。因此它必须提供“迭代器算术运算”，也就是说，它能加减某个偏移量、能处理距离问题，并能运用诸如<和>的相互关系运算操作符进行比较。

以下对象和型别支持random access迭代器

• 可随机存取的容器（vector,deque）
• string（字符串，string，wstring）
• 一般array（指针）

算式	效果
iter[n]	存取索引位置为n的元素
iter += n	向前跳n个元素(如果n是负数， 则向后跳)
iter -= n	向后跳n个元素(如果n是负数， 则向前跳)
iter + n	传回iter之后的第n个元素
n + iter	传回iter之后的第n个元素
iter - n	传回iter之前的第n个元素
iter1-iter2	传回iter1和iter2之间的距离
iter1<iter2	判断iter1是否在iter2之前
iter1>iter2	判断iter1是否在iter2之后
iter1<=iter2	判断iter1是否不在iter2之后
iter1>=iter2	判断iter1是否不在iter2之前

迭代器相关辅助函数

advance() 可将迭代器的位置增加，增加的幅度由参数决定，使迭代器一次前进或后退多个元素

#include <iterator>

void advance(InputIterator& pos, Dist n)

advance()并不检查迭代器是否超过序列的end()（因为迭代器通常不知道其所操作的容器，因此无从检查）。所以调用advance()可能导致未定义行为。

此函数总能根据迭代器类型采用最佳方案，这归功于迭代器特征（iterator traits）的运用。对于Random Access迭代器，此函数只是简单地调用pos += n，对于其他任何类型的迭代器，则调用++pos或--pos