STL标准模板库—迭代器部分【C++】

迭代器，旨在提供一种方法，使得依次访问某容器内的各个元素，而又不需要暴露出该容器的内部表达方式。迭代器不是指针，是类模板，表现得像指针：迭代器返回额是对象引用而不是对象的值。

• 值类型
• 差值类型
• 引用类型
• 指针类型
• 迭代器类型(包括单向迭代器、随即迭代器、双向迭代器）
  – [1] input_iterator;//只读迭代器
  – [2] output_interator;//只写迭代器
  – [3] Forward_iterator;//正向迭代器
  – [4] Bidirectional_iterator;//双向迭代器
  – [5] Random_Access_iterator;//随机迭代器

以vector容器为例：

#include 
#include
using namespace std;

//模板函数
template
void print(_T con)
{
	for(typename _T::const_iterator it=con.begin();it!=con.end();++it)
	{
		cout<<*it<<" ";
	}
	cout<
	//vector 随机迭代器
	vector vec;
	for(int i=0;i<5;++i)
	{
		vec.push_back(i);
	} 
	//只能读取容器中的元素，不可修改
	vector::const_iterator it=vec.begin();
	for( ; it!=vec.end();it++) 
	{
		cout<<*it<<" "; //    0 1 2 3 4 
	} 
	cout<::iterator it2 =vec.begin();
	for( ; it2!=vec.end();++it2)
	{
		*it2=5;//使用 * 访问迭代器所指向的元素
		cout<<*it2<<" "; // 5 5 5 5 5
	} 
	cout<::iterator newiter=vec.begin();
	vector::iterator newiter2=vec.end();
	cout< 
迭代器的差值：
 
 
 
std::distance(start_id,end_it);//表示了元素个数
 随机迭代器适用：直接相减，其他类型别的迭代器就需要逐个计数
 
 
4、迭代器失效问题 
对于顺序容器vector，deque来讲，在进行删除erase()操作后，后边的每个元素的迭代器都会失效，后边的每个元素都会往前移动，erase()返回下一个有效的迭代器。
对于关联容器map，set来讲，进行删除erase()后，当前元素的迭代器失效，但因为其底层结构是红黑树，删除当前元素，并不会影响下一元素的迭代器，所以在调用erase()前，记录一下下一元素的迭代器即可。
对于list，它使用了不连续的内存分配，并且其erase()也返回下一个有效的迭代器，因此，上面两种方式都可以。
 
5、迭代器的萃取 
首先，先看看STL的迭代器的源码是怎么写的：
 
typedef int ptrdiffer_t;//差值类型
struct intput_iterator_tag{}; //只读迭代器
struct output_interator_tag{}; //可写迭代器
struct forward_iterator_tag{}; //正向迭代器
struct bidirection_iterator_tag{}; //随机迭代器

template
struct iterator
{
	typedef _C            iterator_category;//迭代器的类型
	typedef _Ty                  value_type; //迭代器所迭代的数据的类型
	typedef _D              difference_type;//差值
	typedef _Pointer                pointer;//指针
	typedef _Reference            reference;//引用类型 
};

//类型萃取器
template
struct iterator_traits
{
	iterator_traits() {}
	typedef typename _Iterator::iterator_category iterator_category;
	typedef typename _Iterator::value_type        value_type;
	typedef typename _Iterator::difference_type   differce_type;
	typedef typename _Iterator::pointer           pointer;
	typedef typename _Iterator::reference         reference;
};

template
struct iterator_traits
{
	iterator_traits() {}
	typedef typename random_access_iterator_tag iterator_category;
	typedef typename T                          value_type;
	typedef typename int                        differce_type;
	typedef typename T *                        pointer;
	typedef typename T&                         reference;
};
template
struct iterator_traits
{
	iterator_traits() {}
	typedef typename random_access_iterator_tag iterator_category;
	typedef typename T                          value_type;
	typedef typename int                        differce_type;
	typedef typename const T*                   pointer;
	typedef typename const T&                   reference;
};

/// SGI
template
inline typename iterator_traits<_II>::iterator_category
iterator_category(const _II&)
{
	typedef typename iterator_traits<_II>::iterator_category cate;
	return cate();
}

template
inline typename iterator_traits<_II>::value_type *
value_type(const _II&)
{
	return  static_cast::value_type*>(0);
}

template
inline typename iterator_traits<_II>::difference_type*
difference_type(const _II&)
{
	return static_cast::difference_type*> (0);
}

// 正向迭代器
template
struct _Forit :public iterator {};

// 双向迭代器
template
struct _Bidit :public iterator{};

// 随机迭代器
template
struct _Ranit :public iterator< random_access_iterator_tag, _Ty, _D> {};

template
inline void __advance(_II& i, _D n, input_iterator_tag)
{
	while (n--)  ++i;
}

template
inline void __advance(_BI & i, _D n, bidirectional_iterator_tag)
{
	if (n >= 0)
	{
		while (n--) ++i;
	}
	else
	{
		while (n++) --i;
	}
}

template
inline void __advance(_RAI& i, _D n, random_access_iterator_tag)
{
	i += n;
}

template
inline void advance(_II& i, _D n)
{
	//iterator_traits<_II>();
	//typedef typename iterator_traits<_II>::iterator_category cate;
	__advance(i, n, iterator_category(i));
}
template
inline typename iterator_traits<_II>::difference_type  
__distance(_II _F, _II _L, input_iterator_tag)
{
	typename iterator_traits<_II>::difference_type n = 0;
	while (_F != _L)
	{
		_F++;
		n++;
	}
	return n;
}
template
inline typename iterator_traits<_RAI>::difference_type
__distance(_RAI _F, _RAI _L, random_access_iterator_tag)
{
	return _L - _F;
}

template
inline typename iterator_traits<_II>::difference_type
distance(_II _F, _II _L)
{
	return __disstance(_F, _L, iterator_category(_F));
}

 
现在，来理解一下，迭代器是如何萃取到容器类型:
 

 其实，从这里我们可以知道，迭代器的类型萃取是在编译时期就可以确定迭代器的类型了的。
 
之前我们还提到过，构造函数和析构函数的是否有关紧要，极大地影响了对象的创建与析构的代码的运行效率，所以用到类型萃取之后，编译器就会自动找到对应的函数来执行，以提高效率。
 
下一节：空间配置器...