C++筆記:迭代器

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(Ceeji 原創,裝載請註明作者和出處)

迭代器的概念

除了在其它語言中司空見慣的下標法訪問容器元素之外,C++ 語言提供了一種全新的方法——迭代器(iterator)來訪問容器的元素。迭代器其實類似於引用,指向容器中某一元素。

我個人認為,迭代器的產生,主要是為了統一各類容器的窮舉接口,因為各類容器中,只有 vectoer 等少量容器模板支持通過下標訪問。使用迭代器則不存在這個問題。

C++ 標準庫為每一種標準庫類型提供了配套的迭代器類型。例如,std::vector::iterator 就是一種迭代器類型。

迭代器分為普通迭代器和常量迭代器(const_iterator)。兩者的區別是,常量迭代器在使用時,不能修改其指向的元素,在這一點上,類似於 const 指針。

迭代器的基本使用

下面的代碼例子使用迭代器窮舉 vector 對象。

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

獲取迭代器

標準庫類型一般都提供了 begin(), end() 成員函數來獲取指向第 0 個元素和最後一個元素的後繼元素位置的迭代器。

注意:end() 本身並不指向任何已存在的元素,而是指向最後一個元素的後繼位置。上面的代碼例子可以清晰的看出這一點。

以下的代碼獲取 const 迭代器。

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

迭代器的運算

解引用操作符:所有迭代器都提供瞭解引用操作符(*),可作為左值,用於獲取迭代器所指向的元素。以下代碼都是合法的。

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

取後繼元素操作符:所有迭代器都可以通過 iter++、++iter 操作符獲取其後繼元素的迭代器。

其它運算符

相等、不等操作符等,這些不用多說。

一些順序容器(如 vector)的迭代器提供了更多的運算,例如+=,-=等,使用 iter +=3 可以讓 iter 指向三個元素之後。

這些迭代器還可以互相減。例如,list.end() – list.begin() 獲取的其實是list的size。

C++ Primer 3.4 習題 3.17 答案代碼

/* 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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