Cpp中迭代器的使用和操作

Posted 2020-11-25 cnxz

1.迭代器（iterator）是什么？

　　有道翻译：iterator—— n. 迭代器、迭代程序

　　百度百科：迭代器（iterator）是一种对象，它能够用来遍历标准模板库容器中的部分或全部元素，每个迭代器对象代表容器中的确定的地址。迭代器修改了常规指针的接口，所谓迭代器是一种概念上的抽象：那些行为上像迭代器的东西都可以叫做迭代器。然而迭代器有很多不同的能力，它可以把抽象容器和通用算法有机的统一起来。迭代器提供一些基本操作符：*、++、==、!=、=。这些操作和C/C++“操作array元素”时的指针接口一致。不同之处在于，迭代器是个所谓的复杂的指针，具有遍历复杂数据结构的能力。

　　博客园博主!Vincent：迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的数据类型。C++更趋向于使用迭代器而不是下标操作，因为标准库为每一种标准容器（如vector）定义了一种迭代器类型，而只用少数容器（如vector）支持下标操作访问容器元素。

2.如何定义并初始化一个迭代器（iterator）？

　　每种容器都定义了自己的迭代器类型，但它们的定义格式都相同。

　　1) 正向迭代器定义方法：容器类名::iterator  迭代器名;

　　2) 常量正向迭代器定义方法：容器类名::const_iterator  迭代器名;

　　3) 反向迭代器，定义方法如下：容器类名::reverse_iterator  迭代器名;

　　4) 常量反向迭代器，定义方法如下：容器类名::const_reverse_iterator  迭代器名;

　　下面就用vector容器来进行举例。

　　vector<int> vec;　　//定义一个名为vec的vector<int>类型的容器

　　vector<int>::iterator　iter=vec.begin();　　//定义了一个名为iter的vec容器迭代器，并将迭代器iter初始化为指向vec容器的第一个元素

　　vector<int>::iterator　iter2=vec.end();　　//定义了一个名为iter2的vec容器迭代器，将迭代器iter2初始化为指向vec容器的最后一个元素的下一个位置

　　博客园博主!Vincent：注意end并不指向容器的任何元素，而是指向容器的最后元素的下一位置，称为超出末端迭代器。如果vector为空，则begin返回的迭代器和end返回的迭代器相同。一旦向上面这样定义和初始化，就相当于把该迭代器和容器进行了某种关联，就像把一个指针初始化为指向某一空间地址一样。

3.迭代器（iterator）有哪些常用操作？

　　通过迭代器可以读取它指向的元素，*迭代器名就表示迭代器指向的元素，通过非常量迭代器还能修改其指向的元素。

　　迭代器都可以进行++操作。反向迭代器和正向迭代器的区别在于：

　　　　对正向迭代器进行++操作时，迭代器会指向容器中的后一个元素；

　　　　而对反向迭代器进行++操作时，迭代器会指向容器中的前一个元素。

　　常用的迭代器按功能强弱分为输入、输出、正向、双向、随机访问五种，这里只介绍常用的三种。
　　　　1）正向迭代器。假设 p 是一个正向迭代器，则 p 支持以下操作：++p，p++，*p。此外，两个正向迭代器可以互相赋值，还可以用==和!=运算符进行比较。

　　　　2）双向迭代器。双向迭代器具有正向迭代器的全部功能。除此之外，若 p 是一个双向迭代器，则--p和p--都是有定义的。--p使得 p 朝和++p相反的方向移动。

　　　　3）随机访问迭代器。随机访问迭代器具有双向迭代器的全部功能。若 p 是一个随机访问迭代器，i 是一个整型变量或常量，则 p 还支持以下操作：

• p+=i：使得 p 往后移动 i 个元素。
• p-=i：使得 p 往前移动 i 个元素。
• p+i：返回 p 后面第 i 个元素的迭代器。
• p-i：返回 p 前面第 i 个元素的迭代器。
• p[i]：返回 p 后面第 i 个元素的引用。

　　此外，两个随机访问迭代器 p1、p2 还可以用 <、>、<=、>= 运算符进行比较。p1<p2的含义是：p1 经过若干次（至少一次）++操作后，就会等于 p2。其他比较方式的含义与此类似。对于两个随机访问迭代器 p1、p2，表达式 p2-p1 也是有定义的，其返回值是 p2 所指向元素和 p1 所指向元素的序号之差（也可以说是 p2 和 p1 之间的元素个数减一）。

　　下图（表一）列出了各个容器的迭代器功能：

　　顺便一提：在 C++ 中，数组也是容器。数组的迭代器就是指针，而且是随机访问迭代器。例如，对于数组 int a[10]，int * 类型的指针就是其迭代器。则 a、a+1、a+2 都是 a 的迭代器。STL 中有用于操作迭代器的三个函数模板，它们是：

• advance(p, n)：使迭代器 p 向前或向后移动 n 个元素。
• distance(p, q)：计算两个迭代器之间的距离，即迭代器 p 经过多少次 + + 操作后和迭代器 q 相等。如果调用时 p 已经指向 q 的后面，则这个函数会陷入死循环。
• iter_swap(p, q)：用于交换两个迭代器 p、q 指向的值。                      

　　要使用上述模板，需要包含头文件 algorithm。

 

 

 

　

　　

迭代器的辅助函数

STL 中有用于操作迭代器的三个函数模板，它们是：

• advance(p, n)：使迭代器 p 向前或向后移动 n 个元素。
• distance(p, q)：计算两个迭代器之间的距离，即迭代器 p 经过多少次 + + 操作后和迭代器 q 相等。如果调用时 p 已经指向 q 的后面，则这个函数会陷入死循环。
• iter_swap(p, q)：用于交换两个迭代器 p、q 指向的值。

要使用上述模板，需要包含头文件 algorithm。