迭代器类指南

Posted 2023-03-11

【中文标题】迭代器类指南

【英文标题】：Guidelines to an Iterator Class

【发布时间】：2011-02-27 03:47:37

【问题描述】：

我有一个用 c++ 实现的红色黑色树。它支持 STL 映射的功能。树节点包含键和映射的值。我想为此编写一个迭代器类，但我不知道该怎么做。我应该让它成为 Tree 类的内部类吗？谁能给我一些关于如何编写它的指南+一些资源？？

谢谢！！

【问题讨论】：

供您参考，大多数 STL 实现都将其 std::map 基于红黑树，因此除非出于教育目的，否则您可以考虑使用 std::map 而不是自己制作。

【参考方案1】：

当然，阅读这篇关于编写 STL 迭代器的好文章，它可能会给你所需的概述：

http://www.drdobbs.com/184401417

一般来说，是的，内部类是好的，因为迭代器需要访问您的实现特定的树节点：

struct container  ...
public:
  struct iterator 
    // these typedefs are needed if you want to be STL compatible
    typedef std::forward_iterator_tag iterator_category;
    typedef T         value_type;
    typedef T*        pointer;
    typedef T&        reference;
    typedef size_t    size_type;
    typedef ptrdiff_t difference_type;

    // the element points to your implementation node
    iterator( element* init = 0 ) : current(init) 
    T& operator*()  return current->data;  // dereference
    const T& operator*() const  return current->data; 
    iterator& operator++()  // prefix
      if ( current ) current = current->next;
      return *this;
    
    iterator operator++(int)  // postfix
      iterator temp = *this;
      ++*this;
      return temp;
    
    bool operator==(const iterator& x) const  return current == x.current; 
    bool operator!=(const iterator& x) const  return current != x.current; 

  private:
    // the element points to your implementation node
    element* current;
  
  ...

这里的好处是，虽然迭代器是公共的，但元素仍然可以保持私有 :)。是的，上面的代码也是 STL 兼容的！

【讨论】：

非常感谢 Kornel。这正是我想要的，它非常有用：D

@Kornel：还有一个问题，能否请您在第二条评论之后解释一下代码行，iterator( element* init = 0 ) : current(init) 我无法理解冒号后面的部分。谢谢！

@isurulucky，这是一个初始化列表（codeguru.com/forum/showthread.php?t=464084）

与iterator( element* init = 0 ) current = init;基本相同

@isurulucky，没问题——如果您对它满意，请接受答案:)

【参考方案2】：

我想我会添加自己的一小部分建议。

首先我要指出的是iterator 和const_iterator 很可能有很多共同点。然而，尽管它们的代码相似，但并不完全相同。这需要模板。

我要注意的第二件事是 const_iterator 应该可以从 iterator 构造（隐式），但不能反过来。

我要注意的第三件事是，如果您希望拥有类似map 的界面，那么您还需要提供reverse_iterator 和const_reverse_iterator。

从风格的角度来看，我倾向于不将iterator 本身的实现放在类中。当类实现中包含太多代码以至于您难以查看可用的类型和方法时，我发现它不可读。出于这个原因，我建议将实现放在类之外。

最后，我绝对推荐 Boost.Iterator。您可能不会使用它，但请阅读材料，它会让您深入了解如何编写一次代码并将其用于 4 种！

快速说明：

namespace detail 
  template <class Value> class base_iterator;


template <class Value>
class container

public:
  typedef detail::base_iterator<Value> iterator;
  typedef detail::base_iterator<Value const> const_iterator;

  typedef boost::reverse_iterator<iterator> reverse_iterator;
  typedef boost::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
;

我不了解你，但是当我只完成四分之一的工作并利用编译​​器/库为我完成其余工作时，我感觉很好 :)

【参考方案3】：

迭代器类需要是一个嵌套类，或者至少是一个 typedef，它将 your_map::iterator 别名为在别处定义的某种类型。不过，嵌套类通常是最干净/最简单的路线。

就资源而言，一个可能的帮助来源是Boost::iterator 库，其中包含旨在使迭代器更易于实现的组件。

【讨论】：

+1 for boost::iterator -- 但是如果有人使用他自己的红黑树而不是使用 STL，那么他可能无论如何都不会使用 Boost。

@Kornel：这可能是——我不得不承认我写的所有迭代器都是“从头开始”的，标准是我的主要资源......