迭代器

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了迭代器相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

不同标准库容器的iterator

  • Array是连续空间,可以连续移动,类似指针。
    所以其迭代器是random_access_iterator_tag.
  • vector也是连续空间,所以其迭代器也是random_access_iterator_tag.
  • Deque虽然是假的连续空间,但是其迭代器也是random_access_iterator_tag.
  • List,双向链表,可以往前往后,但是不支持随机访问,所以其迭代器是bidirectional_iterator_tag.
  • Forward_List,单向链表,只能单方向的走,不能往后退,所以其迭代器是forward_iterator_tag.
  • 红黑树所作出的容器set/map/Multiset/Multimap,根据红黑树的特性,所以其迭代器是bidirectional_iterator_tag.
  • 哈希表所作出的容器,哈希容器,其迭代器的类型要根据list的类型来决定,看看list是单向的,还是双向的。

五种iterator_categor

struct input_iterator_tag {};
struct output_iterator_tag {};
struct forward_iterator_tag: public input_iterator_tag{}; //继承自input
struct bidirectional_iterator_tag :public forward_iterator_tag{};//继承自forward
struct random_access_iterator_tag:public bidirectional_iterator_tag{};

五种迭代器类型之间的关系

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input iterator

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input iterator 只能够与单遍算法一起使用,不能被赋值,是所有迭代器等级中最低的一个。当我们搜索范围内的元素时,每个位置最多只能被访问一次。可以将输入迭代器与另一个迭代器比较,因此只有两个迭代器指向相同位置时,这两个迭代器才相等。输入迭代器只能单向递增。1

iterator_category对算法的影响

  1. 举个例子:输入迭代器求取这两个位置之间的距离:
template<class InputIterator>
inline iterator_traits<InputIterator>::difference_type //返回类型应该用iterator_traitsqu
distance(InputIterator first, InputIterator last) {
    typedef typename iterator_traits<InputIterator>::iterator_category categor;
    return _distance(first,last,category);
}

_distance()是重载函数,根据category的类型分别重载为下面两个:

  • 如果category()的类型是random_access_iterator_tag(),则两个迭代器可以通过相减获得距离:
template<class RandomAccessIterator>
inline iterator_traits<RandomAccessIterator>::difference_type
__distance(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last,random_access_iteraotr_tag) {
    return last-first;
}
  • 如果迭代器的类型不是random_access_iterator_tag()而是input_iterator_tag(),则函数重载为下述形式:
template<class InputIterator>
inline iterator_traits<InputIterator>::difference_type
__distance(InputIterator first, InputIterator last,input_iterator_tag) {
    iterator_traits<InputIterator>::difference_type n = 0;
    while(first != last) {
        ++first;
        ++n;
    }
    return n;
}

再举个例子:advance()

template<class InputIterator, class Distance>
inline void advance(InputIterator& i, Distance n) {
    __advance(i,n,iterator_category(i));
}

//其中iterator_category的作用是萃取出距离的类型:
template<class Iterator>
inline typename iterator_traits<Iterator>::iterator_category
iterator_category(const Iterator&) {
    typedef typename iterator_traits<Iterator>::iterator_category category;
    return category();
}

根据category()的类型对_advance()函数进行重载:

  • 当迭代器类型是input_iterator_tag时:
template<class InputIterator, class Distance>
inline void _advance(InputIterator& i, Distance n, input_iterator_tag) {
    while(n--) ++i;
}
  • 当迭代器类型是bidirectional_iterator_tag时:
template<class BidirectionalIterator,class Distance>
inline void _advance(BidirectionalIterator& i, Distance n, bidirectional_iterator_tag) {
    if(n >= 0) 
        while(n--) ++i;
    else 
        while(n++) --i;
}
  • 当迭代器类型是random_access_iterator_tag:
template<class RandomAccessIterator,class Distance>
inline void _advance(RandomAccessIterator& i, Distance n, random_access_iterator_tag) {
    i+=n;
}

虽然重载的函数,有些并没有farwardIterator,但是它和inputIterator是继承关系,所以也是可以使用这个函数。


  1. 参考文献一: https://www.geeksforgeeks.org/input-iterators-in-cpp/
    ?

以上是关于迭代器的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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设计模式迭代器模式 ( 简介 | 适用场景 | 优缺点 | 代码示例 )