【C++ STL】string类-----迭代器（什么是迭代器？迭代器分哪几类？迭代器的接口如何使用？）

目录

一、前言

二、什么是迭代器 

 三、迭代器的分类与接口

迭代器的分类 

 迭代器的接口

  迭代器与接口之间的关联

 四、string类中迭代器的应用

定义string类----迭代器 

 string类中迭代器进行遍历

✨begin+end 正向（可读可修改）迭代器 

 ✨begin+end 正向（只读）迭代器 

 ✨rbegin+rend 反向（可读可修改）迭代器 

 ✨rbegin+rend 反向（只读）迭代器 

 string 类中迭代器在算法上的应用

 ✨【reverse】函数

 ✨【sort】函数

五、共勉 

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一、前言

       在C++中，标准模板库（Standard Template Library，STL）是一组强大的通用模板类和函数，它为我们提供了很多供使用的数据结构和算法。其中，string类是STL中一个非常有用的类，用于处理字符串。在使用string类时，我们经常需要遍历字符串的每个字符或者进行某些特定的操作。而实现遍历和操作的关键就是使用string迭代器。本文将详细介绍string迭代器的使用方法及其在处理字符串时的重要作用。

二、什么是迭代器 

       当我们需要遍历一个集合（比如数组、列表或字符串）中的元素时，就像是访问看每个元素，这时候迭代器就派上用场了。迭代器就像是一个指针，它可以帮助我们在集合中逐个地获取其中的元素，并且可以根据需要进行修改。你可以把迭代器想象成一个遥控器，可以让我们在集合中前进、后退，或者指向特定的元素。使用迭代器，我们不需要关心集合内部的具体实现细节，只需要专注于每个元素的访问和操作。

       迭代器提供了一种抽象的方法来处理集合中的元素，它可以让我们在遍历过程中轻松访问每个元素，而不必担心底层数据结构是什么样的。迭代器分为不同的类型，每种类型有着特定的目的和功能。例如，我们可以使用迭代器来读取集合元素的值，也可以使用迭代器来修改元素的值，甚至可以删除或添加元素。

       总的来说，迭代器是一种工具，帮助我们在集合中按照一定的顺序遍历和操作每个元素，使得我们能够更方便地处理集合中的数据。使用迭代器，我们可以以一种统一的方式处理不同类型的集合，提高了代码的可复用性和灵活性。

      所以本次博客将以string类为例，来详细的讲解迭代器！！
 

 三、迭代器的分类与接口

迭代器的分类 

         迭代器总共有四种：正向迭代器（iterator）、反向迭代器（reverse_iterator）、只读迭代器（const_iterator）、只读反向迭代器（const_reverse_iterator）；

      当我们有针对const修饰的对象时，则必须使用只读迭代器const_iterator

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        迭代器是一个变量，相当于容器和操纵容器的算法之间的中介。迭代器可以指向容器中的某个元素，通过迭代器就可以读写它指向的元素。从这一点上看，迭代器和指针类似。

       不同容器底层数据结构不一样，每一种容器都有自己的迭代器，迭代器按照定义方式分成以下四种：
1.正向迭代器，定义方法如下：

容器类名::iterator  迭代器名;

2.常量正向迭代器，定义方法如下：

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;

 迭代器的接口

        迭代器的接口总共有8种，但是最常用的是4种，所以本次博客来讲解最常用的4种接口的用法

常用接口的用法描述：

函数名称	功能说明
1. begin	将正向迭代器返回容器 c 的第一个元素
2. end	将正向迭代器返回容器 c 的最后一个元素的后一个位置
3. rbegin	返回一个逆序迭代器，它指向容器 c 的最后一个元素
4. rend	返回一个逆序迭代器，它指向容器 c 的第一个元素的前面位置

  迭代器与接口之间的关联

1. 接口 begin 和 end 属于正向迭代器的接口

2.接口 rbegin 和 rend 属于反向迭代器的接口
 

 四、string类中迭代器的应用

定义string类----迭代器 

string::iterator ite;

为什么要这样定义呢？

这一点我们需要深入考虑迭代器的底层原理，迭代器是如何被设计的，看如下代码：

typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
iterator begin()
{
	return _str;
}

iterator end()
{
	return _str + _size;
}

从上述代码中我们发现，迭代器 iterator 其实是在string 类中 的 char*  字符指针  类型  的别名 所以定义的 ite 就是一个字符指针。


观察代码我们发现迭代器的用法和地址很像，上面也说了可以看成指针，所有迭代器是指针吗？

迭代器不完全是指针

某些类的迭代器底层是指针，如string,但是有些类的迭代器底层并不是指针，但在理解上可以看成指针。

 string类中迭代器进行遍历

理解

当我们说到迭代器时，可以将其想象为一个类似于指针的对象，它允许我们在容器（例如字符串）中按顺序访问元素或字符。

对于字符串（std::string），我们可以使用迭代器来遍历其中的字符。迭代器可以帮助我们逐个访问字符串中的每个字符，从头到尾，或者反向从尾到头。

想象一下，你有一串字母，比如 “Hello”，可以将迭代器看作是一根指向字符的手指。开始时，指向字符串的开头，即 ‘H’。然后，你可以通过移动指针（迭代器）来访问下一个字符，指向 ‘e’，再移动指针指向 ‘l’，以此类推，直到访问到最后一个字符 ‘o’。

✨begin+end 正向（可读可修改）迭代器 

 使用迭代器，去遍历一个字符串，代码如下：

int main()
{
	string s("hello");

	string::iterator ite;

	for (ite = s.begin(); ite != s.end(); ite++)
	{
		(*ite)++;
		cout << *ite << " ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

⚡ 细节解析：

        begin是返回字符串第一个字符的迭代器，而end则是返回一个指向字符串后一个字符的迭代器。注意，end返回的是指向字符的下一个字符的迭代器。C++中的迭代器一般是左闭右开区间。

 ✨begin+end 正向（只读）迭代器 

 使用迭代器，去遍历一个字符串，代码如下：

void Func(const string& s)
{
	string::iterator ite = s.begin();
	while (ite != s.end())
	{
		cout << *ite << " ";
		ite++;
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	string s("hello");

	Func(s);
	return 0;
}

     原因就是在于对象s是属于const对象，那么它在调用【begin】的时候返回的就是const迭代器，是【只读】那此时我们若是使用普通迭代去接收的话就是【可读可写】，也算是一个权限放大的问题

代码修改：

void Func(const string& s)
{
	string::const_iterator ite = s.begin();
	while (ite != s.end())
	{
		cout << *ite << " ";
		ite++;
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	string s("hello");

	Func(s);
	return 0;
}

 ✨rbegin+rend 反向（可读可修改）迭代器 

  使用迭代器，去遍历一个字符串并反向输出，代码如下：

int main()
{
	string s("hello");
	cout << s << endl << endl;


	string::reverse_iterator rit;
	for (rit = s.rbegin(); rit != s.rend(); rit++)
	{
		(*rit)++;
		cout << *rit << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

⚡ 细节解析：
        我们发现，反向迭代器输出的是正向迭代器相反的结果。在反向迭代器中，rbegin指向字符串的最后一个字符(即字符串的反向开头)。rend返回一个反向迭代器，指向字符串第一个字符(被认为是字符串的反向端)前面的理论元素。正向迭代器与反向迭代器的不同还在于，正向迭代器的++是向尾部走的，而反向迭代器则向头部走。
 

 ✨rbegin+rend 反向（只读）迭代器 

  使用迭代器，去遍历一个字符串并反向输出，代码如下：

void Func(const string& s)
{
	string::const_reverse_iterator ite = s.rbegin();
	while (ite != s.rend())
	{
		cout << *ite << " ";
		ite++;
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	string s("hello");

	Func(s);
	return 0;
}

 string 类中迭代器在算法上的应用

 ✨【reverse】函数

• 首先就是我们使用到最多的【reverse】函数，字面意思：颠倒元素

• 观察其参数我们可以发现，传入两个迭代器即可，那刚好就是我们前面所学的【begin】和【end】

reverse(s.begin(), s.end());

• 一起来看一下结果就可以发现确实string字符串内的字符都发生了一个翻转，但是有一个头文件#include 可不要忘记了哦

int main()
{
	string s("abcdef");

	string::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;

	reverse(s.begin(), s.end());

	it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;

}

 ✨【sort】函数

• 再来说一个【sort】，也很明了，就是对区间内的元素去做一个排序的操作，此时我们可以看到两个重载形式，第一个就是正常传入区间迭代器，而第二个重载形式则是可以传递【仿函数】，它也是STL的六大组件之一，我们在后续也会进行学习，这里先提一句。

• 立马，我们来看看如何去进行使用，也是传递【begin】和【end】即可

sort(s.begin(), s.end());

• 通过运行结果我们可以看到再 通过sort进行排序后原本的乱串变成了有序串

int main()
{
	string s("acdfbe");
	cout << "原型字符串：";
	string::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;

	reverse(s.begin(), s.end());

	cout << "反转字符串：";
	it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;

	sort(s.begin(), s.end());

	cout << "排序字符串：";
	it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;

}

五、共勉 

      以下就是我对【C++ STL】string类-----迭代器的理解，如果有不懂和发现问题的小伙伴，请在评论区说出来哦，同时我还会继续更新对C++STL库的理解，请持续关注我哦！！！