C++ 迭代器(iterator)超详解+实例演练

C++ STL 迭代器详解

什么是迭代器begin()和end()迭代器类型迭代器的通用功能输入迭代器输出迭代器前向迭代器双向迭代器随机访问迭代器

常用容器的迭代器实例演练双向迭代器实例随机访问迭代器实例

迭代器的辅助函数

什么是迭代器

概念：迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的数据类型，通常用于对C++中各种容器内元素的访问，但不同的容器有不同的迭代器，初学者可以将迭代器理解为指针。

如果你还不了解容器，那没关系，我已经为你准备好了一些C++STL常用容器详解： string容器详解 vector容器详解 deque容器详解 list容器详解 set容器详解 stack容器详解 queue容器详解 如果对你有帮助，可以订阅我的C++专栏，以后会经常更新有关C++的知识

begin()和end()

顾名思义，begin()就是指向容器第一个元素的迭代器 如果你是初学者，你可能会猜到 end()是指向容器最后一个元素的迭代器， 但事实并非如此，实际上，end()是指向容器最后一个元素的下一个位置的迭代器

如何使用begin(),end()? 两种方式(假设rq是容器名)：

rq.begin() , rq.end()begin(rq) , end(rq)

以vector容器为例：

void text()

{

vector vtr;

//初始化容器

for (int i = 0; i < 10; ++i)

{

vtr.push_back(i);

}

//利用迭代器遍历容器

cout << "方式1：";

for (vector::iterator it = vtr.begin(); it != vtr.end(); ++it)

{

cout << *it << " ";

}

cout << "\n方式1：";

for (vector::iterator it = begin(vtr); it != end(vtr); ++it)

{

cout << *it << " ";

}

cout << endl;

}

上面这段代码用了一些迭代器的功能，下面会详细介绍

迭代器类型

按照迭代器的功能强弱，可以把迭代器分为以下几种类型：

输入迭代器 （input iterator）输出迭代器 （output iterator）前向迭代器 （forward iterator）双向迭代器 （bidirectional iterator）随机访问迭代器（ random-access iterator）

迭代器的通用功能

上面有5种类型的迭代器，我们先来了解一下他们的一些通用功能

比较两个迭代器是否相等（==、!=）。前置和后置递增运算（++）。读取元素的解引用运算符（*）。只能读元素，也就是解引用只能出现在赋值运算符的右边。箭头运算符（->），解引用迭代器，并提取对象的成员。

下面将具体介绍这几种类型的迭代器其不同之处

输入迭代器

功能：

通用的四种功能只能利用迭代器进行输入功能它只能用于单遍扫描算法

输出迭代器

功能：

通用的四种功能只能利用迭代器进行输入功能只能用于单遍扫描算法

前向迭代器

功能：

通用的四种功能能利用迭代器进行输入和输出功能能用于多遍扫描算法

双向迭代器

功能：

通用的四种功能能利用迭代器进行输入和输出功能能用于多遍扫描算法前置和后置递减运算（- -）,这意味这它能够双向访问

随机访问迭代器

功能：

通用的四种功能能利用迭代器进行输入和输出功能前置和后置递减运算（- -）（意味着它是双向移动的）比较两个迭代器相对位置的关系运算符（<、<=、>、>=）支持和一个整数值的加减运算（+、+=、-、-=）两个迭代器上的减法运算符（-），得到两个迭代器的距离支持下标运算符（iter[n]），访问距离起始迭代器n个距离的迭代器指向的元素能用于多遍扫描算法。 在支持双向移动的基础上，支持前后位置的比较、随机存取、直接移动n个距离

总结：

常用容器的迭代器

vector ——随机访问迭代器deque——随机访问迭代器list —— 双向迭代器set / multiset——双向迭代器map / multimap——双向迭代器stack——不支持迭代器queue——不支持迭代器

实例演练

双向迭代器和随机访问迭代器是最为常用的，因此下面演示这两种迭代器的用法

双向迭代器实例

以list容器为例

void text()

{

list lst;

for (int i = 0; i < 10; ++i)

{

lst.push_back(i);

}

list::iterator it;//创建list的迭代器

cout << "遍历lst并打印: ";

for (it = lst.begin(); it != lst.end(); ++it)//用 != 比较两个迭代器

{

cout << *it << " ";

}

//此时it=lst.end(),这个位置是最后一个元素的下一个位置，没有存储数据

--it;//等价于it--，回到上一个位置

//it -= 1; //报错,虽然都是-1，但这种方式是随机迭代器才有的功能

cout << "\nlst的最后一个元素为：" << *it << endl;

}

唯一要注意的就是对于迭代器来说，虽然都是加1或者减1，但- -不等同于- =1，++不等同于+=1，他们实现的是不同的功能

随机访问迭代器实例

以vector容器为例

void text()

{

vector v;

for (int i = 0; i < 10; ++i)

{

v.push_back(i);

}

vector::iterator it;

for (it = v.begin(); it != v.end(); ++it) //用 != 比较两个迭代器

{

cout << *it << " ";

}

cout << endl;

for (it = v.begin(); it < v.end(); ++it) //用 < 比较两个迭代器

{

cout << *it << " ";

}

cout << endl;

it = v.begin();//让迭代器重新指向首个元素的位置

while (it < v.end())//间隔一个输出

{

cout << *it << " ";

it += 2; // 用 += 移动迭代器

}

cout << endl;

it = v.begin();

cout << it[5] << endl; //用[]访问

}

对于vector容器来说，其迭代器有失效的可能。 vector容器有动态扩容的功能，每当容器容量不足时，vector就会进行动态扩容，动态扩容不是在原来的空间后面追加空间，而是在寻找一段新的更大的空间，把原来的元素复制过去。 但是这样一来，容器存储元素的位置就改变了，原来的迭代器还是指向原来的位置，因此每次进行动态扩容后原来的迭代器就会失效。

迭代器的辅助函数

STL 中有用于操作迭代器的三个函数模板，它们是：

advance(it, n)；使迭代器 it 向前或向后移动 n 个元素。distance(it1, it2)；计算两个迭代器之间的距离，即迭代器 it1 经过多少次 + + 操作后和迭代器 it2相等。如果调用时 it1 已经指向 it2 的后面，则这个函数会陷入死循环。iter_swap(it1, it2)；用于交换两个迭代器 it1、it2 指向的值。

要使用上述模板，需要包含头文件

#include

下面的程序演示了这三个函数模板的用法

void text1()

{

int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

list lst(a, a + 10);

list::iterator it1 = lst.begin();

advance(it1, 2); //it1向后移动两个元素，指向3

cout << "当前it1指向的元素:" << *it1 << endl; //输出3

advance(it1, -1); //it1向前移动一个元素，指向2

cout << "当前it1指向的元素:" << *it1 << endl; //输出2

list::iterator it2 = lst.end();

it2--; //it2指向最后一个元素的位置，即10的位置

cout << "it1和it2的距离" << distance(it1, it2) << endl; //输出8

cout << "交换前打印：";

for (it1 = begin(lst); it1 != end(lst); ++it1)

{

cout << *it1 << " ";

}

it1 = begin(lst);

iter_swap(it1, it2); //交换 1 和 10

cout << "\n交换后打印：";

for (it1 = begin(lst); it1 != end(lst); ++it1)

{

cout << *it1 << " ";

}

cout << endl;

}

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