概念
迭代器是一种设计模式。容器生成的迭代器用于遍历容器中的每个元素, 同时避免暴露容器的内部数据结构和实现细节.
作用
迭代器的重要作用就是让容器和算法解耦合, 或者说让数据和操作解耦合, 算法利用迭代器作为输入, 从而摆脱对容器具体数据的访问.
1. 迭代器分类
| No. | 类别(Category) | 举例 |
|---|---|---|
| 1 | 输入迭代器(Input Iterator) | istream |
| 2 | 输出迭代器(Output Iterator) | ostream |
| 3 | 前向迭代器(Forward Iterator) |
forward_list、unordered_set、unordered_multiset、unordered_map、unordered_multimap
|
| 4 | 双向迭代器(Bidirectional Iterator) |
list、map、set 、multiset、multimap
|
| 5 | 随机访问迭代器(Random-Access Iterator) |
vector、array、deque、string、内置数组 |
2. 迭代器操作
- 访问
解引用*与->
下标[] - 移动
| 函数 | 作用 |
|---|---|
void advance (InputIterator& it, Distance n) |
迭代器向后移动n个元素 |
distance (InputIterator first, InputIterator last) |
last与first间隔元素个数 |
3. 迭代器适配器
迭代器适配器主要分三类：
- 插入适配器
- 流迭代器适配器
- 输出流迭代器适配器
ostreambuf_iterator - 输入流迭代器适配器
istreambuf_iterator
- 输出流迭代器适配器
- 逆向迭代器适配器
reverse_iterator
3.1 插入适配器
| 函数 | 作用 |
|---|---|
insert_iterator<Container> inserter (Container& x, Iterator it) |
创建插入迭代器,必须是包含成员函数insert()的容器，比如：顺序容器(vector、list与deque)、关联容器(map与set) |
front_insert_iterator<Container> front_inserter (Container& x) |
创建前向插入迭代器，必须是包含成员函数push_front()的容器，比如：list与deque
|
back_insert_iterator<Container> back_inserter (Container& x) |
创建后向插入迭代器，必须是包含成员函数push_back()的容器，比如：vector、list与deque
|
inserter.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
using namespace std;
int main(){
int arr[] = {1,2,3,4,5,6};
vector<int> vec(arr,arr+6);
vector<int>:: iterator it = vec.begin();
advance(it,3);
copy(arr,arr+3,it);
copy(vec.begin(),vec.end(),ostream_iterator<int>(cout,","));
cout << endl;
copy(arr+3,arr+6,inserter(vec,it));
copy(vec.begin(),vec.end(),ostream_iterator<int>(cout,","));
}
front_inserter.cpp
#include <iostream>
#include <list>
#include <iterator>
using namespace std;
int main(){
int arr[] = {1,2,3,4,5,7};
list<int> vec(5);
ostream_iterator<int> os_it(cout,",");
copy(arr,arr+3,front_inserter(vec));
copy(vec.begin(),vec.end(),os_it);
}
back_inserter.cpp
#include <iostream>
#include <list>
#include <iterator>
using namespace std;
int main(){
int arr[] = {1,2,3,4,5,7};
list<int> vec(5);
ostream_iterator<int> os_it(cout,",");
copy(arr+3,arr+6,back_inserter(vec));
copy(vec.begin(),vec.end(),os_it);
}
3.2 流迭代器适配器
3.2.1 输出流迭代器适配器ostreambuf_iterator
ostreambuf_iterator.cpp
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
using namespace std;
int main(){
int arr[] = {1,2,3,4,5,6};
ostream_iterator<int> os_it(cout," ");
copy(arr,arr+6,os_it);
vector<int> vec(arr,arr+6);
ostream_iterator<int> os_it2(cout," ");
copy(vec.begin(),vec.end(),os_it2);
}
3.2.2 输入流迭代器适配器istream_iterator
istream_iterator.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
using namespace std;
int main(){
istream_iterator<int> eos;
istream_iterator<int> is_it(cin);
ostream_iterator<int> os_it(cout,",");
int arr[10];
copy(is_it,eos,arr);
copy(arr,arr+10,os_it);
cout << endl;
cin.clear(); // 注意这里要清除
vector<int> vec;
copy(istream_iterator<int>(cin),eos,back_inserter(vec));
copy(vec.begin(),vec.end(),os_it);
}
3.3 逆向迭代器适配器reverse_iterator
逆向迭代器适配器:template <class Iterator> class reverse_iterator;
reverse_iterator.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
using namespace std;
int main(){
int arr[] = {1,2,3,4,5,6};
vector<int> vec(arr,arr+6);
copy(vec.begin(),vec.end(),ostream_iterator<int>(cout,","));
cout << endl;
copy(
reverse_iterator<vector<int>::iterator>(vec.end()),
reverse_iterator<vector<int>::iterator>(vec.begin()),
ostream_iterator<int>(cout,","));
cout << endl;
}
4. 迭代器表达式对比
5. 练习
空白符分割字符串
#include <vector>
#include <iterator>
#include <sstream>
using namespace std;
vector<string> split(const string& str){
using isiterator = istream_iterator<string>;
vector<string> vec;
istringstream iss(str);
copy(isiterator(iss),isiterator(),back_inserter(vec));
return vec;
}
扩展阅读
- 《Accelerated C++》
- 《C++程序设计语言(第4部分：标准库)》第33章 STL迭代器
