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迭代器#xff08;Iterator#xff09;是STL#xff08;Standard Template Library#xff0c;标准模板库#xff09;中的一个核心概念#xff0c;用于提供一种通用的方式来遍历容器#xff08;如vector、list、map等#xff09;中的元素#xff0c;而无需暴露容…定义
迭代器Iterator是STLStandard Template Library标准模板库中的一个核心概念用于提供一种通用的方式来遍历容器如vector、list、map等中的元素而无需暴露容器的底层细节。迭代器本质上是一个指针但它可以指向容器中的元素而不仅仅是指向内存地址。
迭代器提供了以下基本操作
begin(): 返回一个指向容器中第一个元素的迭代器。end(): 返回一个指向容器中最后一个元素之后的位置的迭代器。*: 解引用运算符返回迭代器当前指向的元素的值。: 前缀和后缀自增运算符将迭代器向前移动到下一个元素。--: 前缀和后缀自减运算符将迭代器向后移动到前一个元素。 和 -: 用于将迭代器向前或向后移动指定数量的元素。operator 和 operator!: 用于比较两个迭代器是否相等或不相等。
示例
遍历vector
#include iostream
#include vector int main() { std::vectorint v {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用迭代器遍历vector for (std::vectorint::iterator it v.begin(); it ! v.end(); it) { std::cout *it ; } return 0;
} STL 迭代器的实现
在STLStandard Template Library中迭代器的实现是高度抽象化的并且作为模板类存在于各个容器中。由于STL的实现是库的一部分并且通常作为编译器的标准库提供所以直接查看STL迭代器的源码可能不是很容易因为源码通常不包含在标准库中而是作为库的实现部分与编译器一起提供。
简单迭代器实现示例
#include iostream // 迭代器类模板
templatetypename T
class Iterator {
public: // 构造函数 Iterator(T* ptr) : ptr_(ptr) {} // 解引用运算符 T operator*() const { return *ptr_; } // 前缀自增运算符 Iterator operator() { ptr_; return *this; } // 后缀自增运算符 Iterator operator(int) { Iterator temp *this; ptr_; return temp; } // 不相等运算符 bool operator!(const Iterator other) const { return ptr_ ! other.ptr_; } private: T* ptr_; // 指向元素的指针
}; // 容器类模板
templatetypename T, std::size_t N
class Array {
public: // 类型别名方便使用 using iterator IteratorT; // 获取迭代器指向容器的开始 iterator begin() { return iterator(data_); } // 获取迭代器指向容器的结束尾后迭代器 iterator end() { return iterator(data_ N); } // 数组数据 T data_[N];
}; int main() { // 创建一个包含整数的数组容器 Arrayint, 5 arr {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用迭代器遍历数组 for (auto it arr.begin(); it ! arr.end(); it) { std::cout *it ; } return 0;
}
在这个示例中我们定义了一个Iterator类模板它接受一个类型参数T代表迭代器将指向的元素类型。迭代器包含了一个指向元素的指针并重载了*、和!运算符这些都是STL迭代器通常提供的操作。
我们还定义了一个Array类模板它包含了一个固定大小的数组和一个使用我们定义的迭代器类型的begin和end成员函数。这个Array类模板提供了一个简单的容器接口可以通过迭代器来访问其元素。
请注意这个示例只是为了展示迭代器的基本概念和操作并不能代表STL中迭代器的完整和高效实现。在实际的STL库中迭代器的实现会更加复杂并且会考虑到性能优化、类型安全和异常安全等因素。
