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c++ 迭代器原理



概念:迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的数据类型,通常用于对C++中各种容器内元素的访问,但不同的容器有不同的迭代器,初学者可以将迭代器理解为指针

如果你还不了解容器,那没关系,我已经为你准备好了一些C++STL常用容器详解:
string容器详解
vector容器详解
deque容器详解
list容器详解
set容器详解
stack容器详解
queue容器详解
如果对你有帮助,可以订阅我的C++专栏,以后会经常更新有关C++的知识

顾名思义,begin()就是指向容器第一个元素的迭代器 如果你是初学者,你可能会猜到 end()是指向容器最后一个元素的迭代器, 但事实并非如此,实际上,end()是指向容器最后一个元素的下一个位置的迭代器

  • rq.begin() , rq.end()
  • begin(rq) , end(rq)

以vector容器为例:

 

在这里插入图片描述
上面这段代码用了一些迭代器的功能,下面会详细介绍

按照迭代器的功能强弱,可以把迭代器分为以下几种类型:

  • 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)

上面有5种类型的迭代器,我们先来了解一下他们的一些通用功能

  • 比较两个迭代器是否相等(==、!=)。
  • 前置和后置递增运算(++)。
  • 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。
  • 箭头运算符(->),解引用迭代器,并提取对象的成员。

下面将具体介绍这几种类型的迭代器其不同之处

功能:

  • 通用的四种功能
  • 只能利用迭代器进行输入功能
  • 它只能用于单遍扫描算法

功能:

  • 通用的四种功能
  • 只能利用迭代器进行输入功能
  • 只能用于单遍扫描算法

功能:

  • 通用的四种功能
  • 能利用迭代器进行输入和输出功能
  • 能用于多遍扫描算法

功能:

  • 通用的四种功能
  • 能利用迭代器进行输入和输出功能
  • 能用于多遍扫描算法
  • 前置和后置递减运算(- -),这意味这它能够双向访问

功能:

  • 通用的四种功能
  • 能利用迭代器进行输入和输出功能
  • 前置和后置递减运算(- -)(意味着它是双向移动的)
  • 比较两个迭代器相对位置的关系运算符(<、<=、>、>=)
  • 支持和一个整数值的加减运算(+、+=、-、-=)
  • 两个迭代器上的减法运算符(-),得到两个迭代器的距离
  • 支持下标运算符(iter[n]),访问距离起始迭代器n个距离的迭代器指向的元素
  • 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

总结:
在这里插入图片描述

  • vector ——随机访问迭代器
  • deque——随机访问迭代器
  • list —— 双向迭代器
  • set / multiset——双向迭代器
  • map / multimap——双向迭代器
  • stack——不支持迭代器
  • queue——不支持迭代器

双向迭代器随机访问迭代器是最为常用的,因此下面演示这两种迭代器的用法

以list容器为例

 

在这里插入图片描述

唯一要注意的就是对于迭代器来说,虽然都是加1或者减1,但- -不等同于- =1,++不等同于+=1,他们实现的是不同的功能

以vector容器为例

 

在这里插入图片描述
对于vector容器来说,其迭代器有失效的可能。
vector容器有动态扩容的功能,每当容器容量不足时,vector就会进行动态扩容,动态扩容不是在原来的空间后面追加空间,而是在寻找一段新的更大的空间,把原来的元素复制过去。
但是这样一来,容器存储元素的位置就改变了,原来的迭代器还是指向原来的位置,因此每次进行动态扩容后原来的迭代器就会失效。

STL 中有用于操作迭代器的三个函数模板,它们是:

  • advance(it, n);使迭代器 it 向前或向后移动 n 个元素。
  • distance(it1, it2);计算两个迭代器之间的距离,即迭代器 it1 经过多少次 + + 操作后和迭代器 it2相等。如果调用时 it1 已经指向 it2 的后面,则这个函数会陷入死循环。
  • iter_swap(it1, it2);用于交换两个迭代器 it1、it2 指向的值。

要使用上述模板,需要包含头文件

 

下面的程序演示了这三个函数模板的用法

 

在这里插入图片描述

谢谢你的观看,如果你喜欢的话,点赞评论加关注啦!

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