###STL学习--迭代器

点击查看Evernote原文。

#@author:       gr
#@date:         2014-08-23
#@email:        [email protected]

STL中的迭代器。

###stl学习
　|--迭代器
　|--类属算法
　|--容器
　　　|--vector
　　　|--deque
　　　|--list
　　　|--set
　　　|--map
　|--函数对象
　|--适配器
　|--分配器

一、Contents

1. 输入迭代器

InputIterator要求：

• 可以++
  
• 可以==
  
• 可以cout<<*it;取值

可以看出，输入迭代器不是指某种类型，而是一系列类型，只要满足上面要求的迭代器都是输入迭代器。
有一种迭代器可以从输入流中读取数据， 称为输入流迭代器。程序不断读取cin输入流，直到找到'x'或者为空时结束。

//使用istream_iterator需要引入#include <iterator>
istream_iterator<char> in(cin);
istream_iterator<char> eos;
find(in, eos, 'x');

2. 输出迭代器

OutputItertor要求：

• 可以++
  
• 可以*it = a;进行赋值, 但无法保证*it可以获取到其值

输出迭代器不一定要满足==的条件。

//输出流迭代器是特殊的输出迭代器
ostream_iterator<string> out(ofstream("a.txt")); 

3. 前向迭代器

前向迭代器既是输入迭代器又是输出迭代器，所以既可以读数据又可以写数据，并且可以对序列时行单方向的遍历。
可以保存一个前向迭代器，并利用它从同一个位置重新遍历，这样可以实现多次遍历，这使得前向迭代器不仅可以适应单遍扫描算法，还可以适应多遍扫描算法。

4. 双向迭代器

既可以进行前向遍历，也可以进行反向遍历。这种双向遍历的能力在一些算法中至关重要，比如：reverse就需要双向迭代器。
数组的内置指针类型满足这种情况。容器list(链表)也要提供双向迭代器。

int a[] = (3, 5, 1, 4, 7);
reverse(&a[0], &a[5]);
list<int> l(&a[0], &a[5]);
reverse(l.begin(), l.end());

5. 随机访问迭代器

这种迭代器更加灵活。可以在序列的任意两个位置进行跳转，这种操作的时间复杂度是常量。

需要随机访问器的算法，如binary_search，利用序列的升序性，算法时间复杂度为O(log N)，其中N为序列长度。而find的时间复杂度为O(N)。
再比如sort算法需要随机访问迭代器，而list无法随机访问，所以sort不适应于list，可以调用list的成员函数。
数组和vector(向量)和deque(双端队列)都是可以随机访问。

6. 插入迭代器

将类属算法转入到“插入模式”，而不是“改写模式”。即表达式*i = ...不再是使位置i处的对象被改写，而是在这个位置进行插入操作，且这个操作是通过容器的成员函数实现的。当输入流或一个容器向另一个容器传递数据时，这种插入操作特别有用。
STL提供3种插入迭代器：

back_insert_iterator<Container>   //使用push_back成员函数
front_inert_iterator<Container>   //使用push_front成员函数
inert_iterator<Container>         //使用insert成员函数

下面看个例子：

vector<int> vector1;
deque<int> deque1(100, 1);
//下面的代码将报错，vector1没有存储空间
copy(deque1.begin(), deque1.end(), vector1.begin());

上面的copy执行到*(vector1.begin()) = *(deque1.begin())时将报错，但如果使用插入迭代器作为第3个参数，将会自动调用push_back函数，扩展vector1的空间，如下：

copy(deque1.begin(), deque1.end(), back_insert_iterator< vector<int> > (vector1));

为了使插入迭代器更方便，STL定义了类属函数模板back_inserter:

template <typename Container>
inline back_insert_iterator<Container>
back_inserter(Container& x){
    return back_insert_iterator<Container>(x);
}

这样copy就可以更简洁，如下：

copy(deque1.begin(), deque1.end(), back_inserter(vector1));

几种迭代器的适应范围：
back_inserter 可以用于vector，deque，list。
front_inerter 可以用于deque，list。(vector没有提供push_front)
inserter 可以用于所有容器(包括关联容器)

7. 流迭代器

前面已经提及过了，即istream_iterator和ostream_iterator，它们两个基本上是一样的用法。

//使用ifstream流构造迭代器
istream_iterator<T> s1(ifstream("a.txt"));
//使用cin标准输入流构造迭代器
istream_iterator<T> s2(cin);
//下面的语句将构造一个空的迭代器，可以用于判断是否结束
istream_iterator<T>()

8. 常量迭代器

常量迭代器就是const_iterator，它并不是指针不能变，而是迭代器所指的引用值不能变。当变量修饰为const，其迭代器必须是const_iterator，否则报编译错误。当迭代器特别复杂时，别忘了可以用auto:-)。

9. STL容器的迭代器分类

容器	迭代器分类
T a[n]	随机
vector	随机
deque	随机
list	双向
set	随机
multiset	双向
map	双向
multimap	双向

二、Miscellany

@author gr  
@mail   [email protected]