STL源码剖析之Iterator

Posted 2023-02-06 tanxiaxuan

STL源码剖析之Iterator

typename和typedef的含义

typename一般来说用法比较简单，在定义模板的时候声明一个类参数。

template <typename T>
class Demo

    T t;
;

这个时候typename和class没有任何区别。但是typename还有其他用法。一个类除了有类的成员变量、成员函数之外，还可以有类的定义。

template <class T>
class Demo

    T t;
public:
    typedef T value_type;
;

这种定义可以为外部所用，但是必须不能漏掉前缀typename，否则编译器将不知道你所用的是一个类型还是一个变量。

template <class T>
class V

    typename T::value_type v; //用别的类内部的typedef定义了一个成员变量
;

container和algorithm分隔和联系

STL中一个很重要的思想是把容器和算法区分开来。容器通过模板类来实现，算法通过模板方法来实现。前者有vector，map等等；后者则有sort，distance，find等等。

而沟通两者的桥梁就是iterator。通常algorithm不知道自己的算法是运行在什么样的容器上，但是通过iterator，算法能保证能够遍历容器里面的元素。这就是为什么iterator如此重要。

具体遍历的方法到底是不是由容器实现的呢？

iterator是一种智能指针

什么是智能指针？最直观的表现是：一个普通类持有一个指针，重载了*、->、==、!=、++等运算符，装得很像一个指针一样。

iterator的五种category

分别是InputIterator、OutputIterator、ForwardIterator、BidirectionalIterator和RandomAccessIterator。五种不同的Iterator发挥着不同的作用。这个category不是某个Iterator的字段，而是实实在在的一个类。所以category是模板的类参数之一。

template<typename _Category, typename _Tp, typename _Distance = ptrdiff_t, typename _Pointer = _Tp*, typename _Reference = _Tp&>
struct iterator

    /// One of the @link iterator_tags tag types@endlink.
    typedef _Category  iterator_category;
    /// The type "pointed to" by the iterator.
    typedef _Tp        value_type;
    /// Distance between iterators is represented as this type.
    typedef _Distance  difference_type;
    /// This type represents a pointer-to-value_type.
    typedef _Pointer   pointer;
    /// This type represents a reference-to-value_type.
    typedef _Reference reference;
;

为什么需要iterator_traits

iterator_traits的出现相当于继续再iterator类的typedef之上封了一层，但是还囊括了原生指针。

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