C++ 迭代器介绍 [转摘]

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迭代器

迭代器提供对一个容器中的对象的访问方法，并且定义了容器中对象的范围。迭代器就如同一个指针。事实上，C++的指针也是一种迭代器。但是，迭代器不仅仅是指针，因此你不能认为他们一定具有地址值。例如，一个数组索引，也可以认为是一种迭代器。

迭代器有各种不同的创建方法。程序可能把迭代器作为一个变量创建。一个STL容器类可能为了使用一个特定类型的数据而创建一个迭代器。作为指针，必须能够使用*操作符类获取数据。你还可以使用其他数学操作符如++。典型的，++操作符用来递增迭代器，以访问容器中的下一个对象。如果迭代器到达了容器中的最后一个元素的后面，则迭代器变成past-the-end值。使用一个past-the-end值得指针来访问对象是非法的，就好像使用NULL或为初始化的指针一样。

提示

STL不保证可以从另一个迭代器来抵达一个迭代器。例如，当对一个集合中的对象排序时，如果你在不同的结构中指定了两个迭代器，第二个迭代器无法从第一个迭代器抵达，此时程序注定要失败。这是STL灵活性的一个代价。STL不保证检测毫无道理的错误。

迭代器的类型

对于STL数据结构和算法，你可以使用五种迭代器。下面简要说明了这五种类型：

·Inputiterators提供对数据的只读访问。

·Outputiterators提供对数据的只写访问

·Forwarditerators提供读写操作，并能向前推进迭代器。

·Bidirectionaliterators提供读写操作，并能向前和向后操作。

·Randomaccessiterators提供读写操作，并能在数据中随机移动。

尽管各种不同的STL实现细节方面有所不同，还是可以将上面的迭代器想象为一种类继承关系。从这个意义上说，下面的迭代器继承自上面的迭代器。由于这种继承关系，你可以将一个Forward迭代器作为一个output或input迭代器使用。同样，如果一个算法要求是一个bidirectional迭代器，那么只能使用该种类型和随机访问迭代器。

指针迭代器

正如下面的小程序显示的，一个指针也是一种迭代器。该程序同样显示了STL的一个主要特性——它不只是能够用于它自己的类类型，而且也能用于任何C或C++类型。Listing1,iterdemo.cpp,显示了如何把指针作为迭代器用于STL的find()算法来搜索普通的数组。

表1.iterdemo.cpp

#include

#include

usingnamespacestd;

#defineSIZE100

intiarray[SIZE];

intmain()

{

iarray[20]=50;

int*ip=find(iarray,iarray+SIZE,50);

if(ip==iarray+SIZE)

cout<<"50notfoundinarray"<<endl;

else

cout<<*ip<<"foundinarray"<<endl;

return0;

}

在引用了I/O流库和STL算法头文件（注意没有.h后缀），该程序告诉编译器使用std名字空间。使用std名字空间的这行是可选的，因为可以删除该行对于这么一个小程序来说不会导致名字冲突。

程序中定义了尺寸为SIZE的全局数组。由于是全局变量，所以运行时数组自动初始化为零。下面的语句将在索引20位置处地元素设置为50,并使用find()算法来搜索值50:

iarray[20]=50;

int*ip=find(iarray,iarray+SIZE,50);

find()函数接受三个参数。头两个定义了搜索的范围。由于C和C++数组等同于指针，表达式iarray指向数组的第一个元素。而第二个参数iarray+SIZE等同于past-the-end值，也就是数组中最后一个元素的后面位置。第三个参数是待定位的值，也就是50。find()函数返回和前两个参数相同类型的迭代器，这儿是一个指向整数的指针ip。

提示

必须记住STL使用模板。因此，STL函数自动根据它们使用的数据类型来构造。

为了判断find()是否成功，例子中测试ip和past-the-end值是否相等：

if(ip==iarray+SIZE)...

如果表达式为真，则表示在搜索的范围内没有指定的值。否则就是指向一个合法对象的指针，这时可以用下面的语句显示：:

cout<<*ip<<"foundinarray"<<endl;

测试函数返回值和NULL是否相等是不正确的。不要象下面这样使用：

int*ip=find(iarray,iarray+SIZE,50);

if(ip!=NULL)...//???incorrect

当使用STL函数时，只能测试ip是否和past-the-end值是否相等。尽管在本例中ip是一个C++指针,其用法也必须符合STL迭代器的规则。

容器迭代器

尽管C++指针也是迭代器，但用的更多的是容器迭代器。容器迭代器用法和iterdemo.cpp一样，但和将迭代器申明为指针变量不同的是，你可以使用容器类方法来获取迭代器对象。两个典型的容器类方法是begin()和end()。它们在大多数容器中表示整个容器范围。其他一些容器还使用rbegin()和rend()方法提供反向迭代器，以按反向顺序指定对象范围。

下面的程序创建了一个矢量容器（STL的和数组等价的对象），并使用迭代器在其中搜索。该程序和前一章中的程序相同。

Listing2.vectdemo.cpp

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

vectorintVector(100);

voidmain()

{

intVector[20]=50;

vector::iteratorintIter=

find(intVector.begin(),intVector.end(),50);

if(intIter!=intVector.end())

cout<<"Vectorcontainsvalue"<<*intIter<<endl;

else

cout<<"Vectordoesnotcontain50"<<endl;

}

注意用下面的方法显示搜索到的数据：

cout<<"Vectorcontainsvalue"<<*intIter<<endl;

常量迭代器

和指针一样，你可以给一个迭代器赋值。例如，首先申明一个迭代器：

vector::iteratorfirst;

该语句创建了一个vector类的迭代器。下面的语句将该迭代器设置到intVector的第一个对象，并将它指向的对象值设置为123：:

first=intVector.begin();

*first=123;

这种赋值对于大多数容器类都是允许的，除了只读变量。为了防止错误赋值，可以申明迭代器为：

constvector::iteratorresult;

result=find(intVector.begin(),intVector.end(),value);

if(result!=intVector.end())

*result=123;//???

警告

另一种防止数据被改变得方法是将容器申明为const类型。