C++STL为什么要有const_iterator

这是个困扰我很久了的问题，可能一开始对面向对象的理解不够深。

刚刚想明白了，随手记录一下。

先从const iterator和const_iterator说起

const iterator 是iterator本身是个常量，iterator本身里面存的是指针，也就是iterator的值，也就是那个指针不能改变，也就是不能指向其他的位置，但是所指向的位置的元素是可以通过这个iterator来改变的。

const_iterator 其实本质来说，是另一个类。我们可以想象成，它的数据成员是一个指向常量元素的指针，（比如 const T*）也就是说，这个const_iterator里存着的指针是可以改变的，即可以 ++ 或 - - 操作，但是，这是一个指向常量的指针，指向的元素是常量，不可改变。

有点绕，我们再从一个例子扒一扒。

vector<int> ivec1(10);
const vector<int> ivec2(10);
vector<int>::iterator iter1 = ivec1.begin(); // true
vector<int>::iterator iter2 = ivec2.begin();  // error
vector<int>::const_iterator iter3 = ivec2.begin(); // true
vector<int>::const_iteartor iter4 = ivec1.begin();  // true

通过上面这个例子，我们就可以更直观的再深入理解一下了。

因为ivec2本身就是一个常量的vector，所以ivec2里面的元素必然是不能被改变的。如果直接定义一个iterator是会报错的，因为iterator意味着这个iterator可以遍历容器，且可以改变容器元素，显然如果容器被定义成常量了之后，这个iterator是不合理的。

所以这才有了const_iterator的出现。作为一个迭代器，遍历元素是必须要的，不然就丧失了一个迭代器的意义了。但是由于常量容器的存在，iterator不能满足这个需求。const_iteartor代表的就是不能改变容器元素，但是可以遍历容器的迭代器。

但是const_iterator不仅仅是只针对已经被声明为常量的容器用的，如果一个非常量容器，但是你不想改变容器的元素，那么也可以用const_iterator，因为里面存的是一个指向常量的指针。

最后再来看一下底层实现，更深入的扒一扒。

直接看最简单的vector容器吧，list和deque要更加复杂一些，但是本质都是一样的。（list是指向node节点的指针，duque的iterator更加复杂，因为它的内存分配是一段一段的，详情可见STL源码或者我的github www.github.com/linxiaoye/TinySTL）

/*vector的数据结构一般是这样的*/
T* start;
T* finish;
size_t n;

typedef T            value_type;
typedef T*           iterator;
typedef const T*     const_iterator;

iterator begin() { return start; }     // ①
const_iterator begin() const { return start; }  // ②
const_iterator cbegin() const { return start; }  // ③

我们可以看到，vector里面是这样实现的。

begin()有两个实现，外加一个cbegin()，有三个实现。

①就是最一般的实现，可遍历，可改变元素值。一般用于非常量容器。

②是可遍历，不可改变元素值，一般用于常量容器。当你对一个常量容器直接调用begin()，就是调用的②。调用值得一提的是，它这个不可改变元素值是全方位表现出来了的。从 typedef const T* const_iterator 开始，就限制了这是一个指向常量的指针，不可改变元素值；②中返回值是const_iterator也说明了返回的是一个存有指向常量的指针的迭代器；cosnt成员函数也说明了，不能通过这个函数来改变元素的值。

③其实跟②是几乎一样的，只是函数名不同，也就是说，当你实例化一个常量vector时，你调用begin() 和 cbegin()其实是一样的，没有区别。但是，当你定义的是一个非常量容器时，你想调用一个不能改变所指向元素的迭代器，那么就应该调用cbegin()，它可以满足你的要求。

最后总结一下

iterator 可遍历，可改变所指元素

const_iterator 可遍历，不可改变所指元素

const iterator 不可遍历，可改变所指元素

const_iterator 主要是在容器被定义成常量、或者非常量容器但不想改变元素值的情况下使用的，而且容器被定义成常量之后，它返回的迭代器只能是const_iterator

begin() 与 cbegin() 其实在容器被定义成常量之后，本质上是一样的，没有区别，调用哪个都行；但是容器时非常量时，如果你不想改变元素值，就只能调用cbegin()