C++进阶：STL迭代器总结

迭代器的重要作用就是让容器和算法解耦合, 或者说让数据和操作解耦合, 算法利用迭代器作为输入, 从而摆脱对容器具体数据的访问. 容器生成的迭代器用于遍历容器中的每个元素, 同时避免暴露容器的内部数据结构和实现细节.

1. 迭代器分类

No.	类别(Category)	举例
1	输入迭代器(Input Iterator)	istream
2	输出迭代器(Output Iterator)	ostream
3	前向迭代器(Forward Iterator)	forward_list、unordered_set、unordered_multiset、unordered_map、unordered_multimap
4	双向迭代器(Bidirectional Iterator)	list、map、set 、multiset、multimap
5	随机访问迭代器(Random-Access Iterator)	vector、array、deque、string、内置数组

2. 迭代器操作

• 访问
  解引用*与->
  下标[]
• 移动

函数	作用
void advance (InputIterator& it, Distance n)	迭代器向后移动n个元素
distance (InputIterator first, InputIterator last)	last与first间隔元素个数

3. 迭代器适配器

迭代器适配器主要分三类：

• 插入适配器
• 流迭代器适配器
  • 输出流迭代器适配器ostreambuf_iterator
  • 输入流迭代器适配器istreambuf_iterator
• 逆向迭代器适配器reverse_iterator

3.1 插入适配器

函数	作用
insert_iterator inserter (Container& x, Iterator it)	创建插入迭代器,必须是包含成员函数insert()的容器，比如：顺序容器(vector、list与deque)、关联容器(map与set)
front_insert_iterator front_inserter (Container& x)	创建前向插入迭代器，必须是包含成员函数push_front()的容器，比如：list与deque
back_insert_iterator back_inserter (Container& x)	创建后向插入迭代器，必须是包含成员函数push_back()的容器，比如：vector、list与deque

• inserter.cpp

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main(){
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6};
    vector vec(arr,arr+6);
    vector:: iterator it = vec.begin();
    advance(it,3);
    copy(arr,arr+3,it);
    copy(vec.begin(),vec.end(),ostream_iterator(cout,","));
    cout << endl;
    copy(arr+3,arr+6,inserter(vec,it));
    copy(vec.begin(),vec.end(),ostream_iterator(cout,","));
}

• front_inserter.cpp

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main(){
    int arr[] = {1,2,3,4,5,7};
    list vec(5);
    ostream_iterator os_it(cout,",");
    copy(arr,arr+3,front_inserter(vec));
    copy(vec.begin(),vec.end(),os_it);
}

• back_inserter.cpp

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main(){
    int arr[] = {1,2,3,4,5,7};
    list vec(5);
    ostream_iterator os_it(cout,",");
    copy(arr+3,arr+6,back_inserter(vec));
    copy(vec.begin(),vec.end(),os_it);
}

3.2 流迭代器适配器

3.2.1 输出流迭代器适配器ostreambuf_iterator

• ostreambuf_iterator.cpp

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main(){
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6};
    ostream_iterator os_it(cout," ");
    copy(arr,arr+6,os_it);
    vector vec(arr,arr+6);
    ostream_iterator os_it2(cout," ");
    copy(vec.begin(),vec.end(),os_it2);
}

3.2.2 输入流迭代器适配器istream_iterator

• istream_iterator.cpp

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main(){
    istream_iterator eos;
    istream_iterator is_it(cin);
    ostream_iterator os_it(cout,",");
    int arr[10];
    copy(is_it,eos,arr);
    copy(arr,arr+10,os_it);
    cout << endl;
    cin.clear();
    vector vec;    
    copy(istream_iterator(cin),eos,back_inserter(vec));
    copy(vec.begin(),vec.end(),os_it);
}

3.3 逆向迭代器适配器reverse_iterator

逆向迭代器适配器:template class reverse_iterator;

• reverse_iterator.cpp

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main(){
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6};
    vector vec(arr,arr+6);
    copy(vec.begin(),vec.end(),ostream_iterator(cout,","));
    cout << endl;
    copy(
        reverse_iterator::iterator>(vec.end()),
        reverse_iterator::iterator>(vec.begin()),
        ostream_iterator(cout,","));
    cout << endl;
}

4. 迭代器表达式对比

扩展阅读

• 《Accelerated C++》
• 《C++程序设计语言(第4部分：标准库)》第33章 STL迭代器