C++笔记:迭代器

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迭代器的概念

除了在其它语言中司空见惯的下标法访问容器元素之外,C++ 语言提供了一种全新的方法——迭代器(iterator)来访问容器的元素。迭代器其实类似于引用,指向容器中某一元素。

我个人认为,迭代器的产生,主要是为了统一各类容器的穷举接口,因为各类容器中,只有 vectoer 等少量容器模板支持通过下标访问。使用迭代器则不存在这个问题。

C++ 标准库为每一种标准库类型提供了配套的迭代器类型。例如,std::vector::iterator 就是一种迭代器类型。

迭代器分为普通迭代器和常量迭代器(const_iterator)。两者的区别是,常量迭代器在使用时,不能修改其指向的元素,在这一点上,类似于 const 指针。

迭代器的基本使用

下面的代码例子使用迭代器穷举 vector 对象。

std::vector<int>::iterator iter;
for (iter = list.begin(); iter != list.end(); ++iter) 
{
    std::cout << *iter;
}

获取迭代器

标准库类型一般都提供了 begin(), end() 成员函数来获取指向第 0 个元素和最后一个元素的后继元素位置的迭代器。

注意:end() 本身并不指向任何已存在的元素,而是指向最后一个元素的后继位置。上面的代码例子可以清晰的看出这一点。

以下的代码获取 const 迭代器。

vector<int> list;
vector<int>::const_iterator iter = list.begin();

迭代器的运算

解引用操作符:所有迭代器都提供了解引用操作符(*),可作为左值,用于获取迭代器所指向的元素。以下代码都是合法的。

std::cout << *iter;
*iter = 5;
*iter = *iter + 5;

取后继元素操作符:所有迭代器都可以通过 iter++、++iter 操作符获取其后继元素的迭代器。

其它运算符

相等、不等操作符等,这些不用多说。

一些顺序容器(如 vector)的迭代器提供了更多的运算,例如+=,-=等,使用 iter +=3 可以让 iter 指向三个元素之后。

这些迭代器还可以互相减。例如,list.end() – list.begin() 获取的其实是list的size。

C++ Primer 3.4 习题 3.17 答案代码

/* C++ Primer 3.4 習題 3.17
 * 題目: 讀一組整數到 vector 對象,計算每隊相鄰元素的和,頭尾元素兩兩配對求和,並輸出。若元素為奇數,提示最後一個元素未求和。(使用迭代器)
 * 使用 文件結束符結束輸入。參見 https://ceeji.net/blog/cpp-learn-io/。
 */
 
#include <iostream>
#include <vector>
 
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;
 
int main()
{
    int tmp;
    vector<int> list;
    while (cin >> tmp)
    {
        list.push_back(tmp);
    }

    vector<int>::iterator iter;

    for (iter =  list.begin(); iter + 1 < list.end(); iter += 2) 
    {
        cout << "Sum: " << (*iter + *(iter + 1)) << endl;
    }
    
    if (iter < list.end())
        cout << "The last value is not sumed." << endl;

    vector<int>::iterator last;

    for (iter = list.begin(), last = list.end() - 1; last > iter; ++iter, --last) 
    {
        cout << "Sum: " << (*iter + *last) << endl;
    }
}

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