STL学习记录(十):Iterator

原创
2015/10/06 17:06
阅读数 67

STL之迭代器

STL迭代器Iterator

迭代器简介

迭代器Iterator是每个容器都有的。它的作用有点类型指针,标识着容器里的每一个元素。迭代器也有类型区别,不同类型的迭代器功能不同。例如排序算法中就要求迭代器的类型必须是支持随机访问的迭代器(RandomAccess Iterator)。迭代器的类型主要分为:Output Iterator、Input iterator、Forward Iterator、Bidirectional Iterator、RandomAccess Iterator。这五类迭代器的关系与区别如图1。从图中可以发现随机访问迭代器支持的操作最多,其次是双向迭代器。

迭代器类型关系图
图1

Output Iterator

输入迭代器只能进行向前的迭代操作而不能后退,这也就表明如果你想进行赋值操作的话也只能从前往后进行赋值,并且不能通过输出迭代器迭代访问某个相同的范围两次。输出迭代器没有比较操作,你无法得知某个输出迭代器是否有效或者迭代器的写操作是否成功完成。这里需要注意的是所有const类型的迭代器都不是输出迭代器,因为const类型的迭代器不支持赋值操作。输出型迭代器操作如下:

操作 说明
*pos = val 将val值写到迭代器pos所指位置
++pos 向前迭代,返回新位置的迭代器
pos++ 向前迭代,返回旧位置的迭代器(注意与上面的差别)

Input Iterator

输入迭代器只能依次序向前迭代并且只能进行读操作,这说明输入迭代器对每一个元素只能进行一次访问。因此如果对某个输入迭代器进行拷贝操作,拷贝后的迭代器与原迭代器同时迭代操作的时候可能访问的不是同一个值。

操作 说明
*pos 访问迭代器pos所指位置的元素
pos->member 访问迭代器pos所指位置的元素的成员member
++pos 向前迭代,返回新位置的迭代器
pos++ 向前迭代,返回旧位置的迭代器(注意与上面的差别)
pos1==pos2 判断pos1与pos2是否相等
pos1!=pos2 判断pos1与pos2是否不等

Forward Iterator

与输入迭代器不同,单向迭代器保证如果两个迭代器指向同一位置==操作会返回true,拷贝后的迭代器与原迭代器同时迭代操作的时候可能访问的是同一个值。

操作 说明
*pos 访问pos所指位置的元素
pos->member 访问pos所指位置的元素的成员
++pos 向前迭代,返回新位置的迭代器
pos++ 向前迭代,返回旧位置的迭代器(注意与上面的差别)
pos1==pos2 判断pos1与pos2是否相等
pos1!=pos2 判断pos1与pos2是否不等
pos1=pos2 赋值操作

Bidirectional Iterators

双向迭代器与单向迭代器提供相同操作,除此之外还提供额外的操作

操作 说明
–pos 后退迭代(返回新位置)
pos– 后退迭代(返回旧位置)

RandomAccess Iterator

随机访问迭代器则是在双向迭代器的基础上在添加了随机访问操作。

操作 说明
pos+=n 向前迭代n个位置
pos-=n 后退迭代n个位置
pos+n 返回迭代器pos所指位置之后n个位置的迭代器
pos-n 返回迭代器pos所指位置之前n个位置的迭代器

一些辅助性迭代器函数

advance( )

该函数对某个迭代器进行迭代操作,向前或者向后(如果支持的话)迭代多个单位。需要注意的是因为迭代器不知道它所迭代的容器,该函数不保证迭代过程中迭代器位于合法位置,所以可能导致未定义行为,当迭代到容器末尾。实例代码:

#include <iterator>
#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() 
{
    list<int> coll;
    for(int i=1;i<9;++i) {
        coll.push_back(i);
    }
    list<int>::iterator pos = coll.begin();
    cout<<*pos<<endl;
    advance(pos,3);

    cout<<*pos<<endl;

    advance(pos,-1);

    cout<<*pos<<endl;

}

输出为:
1
4
3

next( ) and prev( )

这两个函数是c++11中支持的,主要是让迭代器移动到前一个或者后一个上面。需要注意的是操作与迭代器类型有关Forward iterator就不支持prev( )操作,另外这两个操作不会进行范围检查需要用户自己保证范围合法。

distance( )

该操作主要是返回两个迭代器之间的距离。

iter_swap( )

该操作是交换两个迭代器所指元素的值。
实例代码:

#include <iostream>
#include <list>
#include <iterator>

using namespace std;

int main()
{
    list<int> coll;
    for(int i=0;i<9;i++)
        coll.push_back(i);

    for(const auto &item:coll)
        cout<<" "<<item;
    cout<<endl;

    iter_swap(coll.begin(),next(coll.begin()));
    for(const auto &item:coll)
        cout<<" "<<item;
    cout<<endl;

    iter_swap(coll.begin(),prev(coll.end()));
    for(const auto &item:coll)
        cout<<" "<<item;
    cout<<endl;

    return 0;
}

输出为:
0 1 2 3 4 5 6 7 8
1 0 2 3 4 5 6 7 8
8 0 2 3 4 5 6 7 1

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