C++ STL 迭代器Iterator、五种迭代器类别 |
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C++ STL 迭代器Iterator、五种迭代器类别
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前言
最近在看《STL源码剖析》，并且也跟着在实现algorithm.h这个头文件。里面的算法基本都是对迭代器所指向的容器区间内的元素做操作，因此这些算法的泛型模板参数基本都有迭代器类型。针对不同的算法，对迭代器类型的要求也不同，本篇博客我就简单介绍一下C++中的五种迭代器类别。 五种迭代器类别的关系首先介绍五种迭代器类别： 输入迭代器input iterator输出迭代器output iterator前向迭代器forward iterator双向迭代器bidirectional iterator随机访问迭代器random-access iterator它们的继承关系如下图所示，越往下的迭代器功能越多：
以下表格主要是对它们的功能做个汇总。感觉表格的方式能够比较好对它们做对比、发现它们之间的联系： 迭代器类型能够进行的操作备注输入迭代器input iterator1. 比较两个迭代器是否相等（==、!=）。2. 前置和后置递增运算（++）（意味着它是单向移动的）。3. 读取元素的解引用运算符（*）。只能读元素，也就是解引用只能出现在赋值运算符的右边。4. 箭头运算符（->），解引用迭代器，并提取对象的成员。5. 只能用于单遍扫描算法。无。输出迭代器output iterator1. 比较两个迭代器是否相等（==、!=）。2. 前置和后置递增运算（++）（意味着它是单向移动的）。3. 读取元素的解引用运算符（*）。只能写元素，也就是解引用只能出现在赋值运算符的左边。4. 箭头运算符（->），解引用迭代器，并提取对象的成员。5. 只能用于单遍扫描算法。与输入迭代器的操作相似，只不过输入变成了输出。前向迭代器forward iterator与输入迭代器的操作相似，只不过输入变成了输出。1. 比较两个迭代器是否相等（==、!=）。2. 前置和后置递增运算（++）（意味着它是单向移动的）。3. 读取元素的解引用运算符（*）。可写也可读。4. 箭头运算符（->），解引用迭代器，并提取对象的成员。5. 能用于多遍扫描算法。输入迭代器与输出迭代器操作的结合。双向迭代器bidirectional iterator1. 比较两个迭代器是否相等（==、!=）。2. 前置和后置递增运算（++）。3. 前置和后置递减运算（–）（意味着它是双向移动的）。3. 读取元素的解引用运算符（*）。可写也可读。4. 箭头运算符（->），解引用迭代器，并提取对象的成员。5. 能用于多遍扫描算法。支持所有前向迭代器操作的基础上，支持递减运算符，也就是支持双向移动。随机访问迭代器random-access iterator1. 比较两个迭代器是否相等（==、!=），以及比较两个迭代器相对位置的关系运算符（=）。2. 前置和后置递增运算（++）。3. 支持和一个整数值的加减运算（+、+=、-、-=）。4. 两个迭代器上的减法运算符（-），得到两个迭代器的距离。5. 前置和后置递减运算（–）（意味着它是双向移动的）。6. 读取元素的解引用运算符（*）。可写也可读。7. 箭头运算符（->），解引用迭代器，并提取对象的成员。8. 支持下标运算符（iter[n]），与*(iter[n])等价，访问距离起始迭代器n个距离的迭代器指向的元素。9. 能用于多遍扫描算法。在支持双向移动的基础上，支持前后位置的比较、随机存取、直接移动n个距离。 使用案例这里就在我自己实现的algorithm.h中找几个使用了以上几种迭代器类型的典型函数来介绍。 replace函数，如果迭代器区间内的元素等于旧值，则将其换为新值。这个过程需要读元素的值，也需要写元素的值，所以迭代器类型最低应该为前向迭代器ForwardIterator。可以使用更高级的迭代器，但是最低级只能用前向迭代器。 // replace，旧值换成新值 template void replace(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& old_value, const T& new_value) { for (; first != last; ++first) { if (*first == old_value) *first = new_value; } }merge函数，将两个有序序列合并，并输出到结果迭代器指向的序列。两个输入序列上的迭代器只负责对元素进行读，一个输出序列上的迭代器只负责对元素进行写，所以输入序列上的迭代器最低应该为输入迭代器InputIterator，输出序列上的迭代器最低应该为输出迭代器OutputIterator。 // merge，将两个有序序列进行合并，返回结果序列最后一个元素的下一个位置 // 版本1，operatornext); return *this; } // 后缀自增 // 返回的是临时对象，所以不能返回引用 self operator++(int) { self tmp = *this; // this->node = (link_type)(node->next); ++*this; return tmp; } // 前缀自减 self& operator--() { node = (link_type)(node->prev); return *this; } // 后缀自减 self operator--(int) { self tmp = *this; --*this; return tmp; } }; |
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