C++ 迭代器（STL迭代器）iterator详解

要访问顺序容器和关联容器中的元素，需要通过“迭代器（iterator）”进行，迭代器是一个变量，相当于容器和操作容器的算法之间的中介。迭代器可以指向容器中的某个元素，通过迭代器就可以读写它指向的元素。从这一点上看，迭代器和指针类型。

迭代器按照定义方式分为以下四种：

正向迭代器，定义方式：

1. 容器类名::iterator 迭代器名;

常量正向迭代器，定义方式：

1. 容器类名::const_iterator 迭代器名;

反向迭代器，定义方式：

1. 容器类名::reverse_iterator 迭代器名;

常量方向迭代器，定义方式：

1. 容器类名::const_reverse_iterator 迭代器名;

迭代器用法示例：

通过迭代器可以读取它指向的元素，*迭代器名就代表迭代器指向的元素。通过非常量迭代器还能修改其指向的元素。

迭代器都可以进行++操作。方向迭代器和正向迭代器的区别在于：

• 对正向迭代器进行++操作时，迭代器会指向容器中的后一个元素
• 反向迭代器进行++操作时，迭代器会指向容器中的前一个元素
  
  代码实例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> v;  //v是存放int类型变量的可变长数组，开始时没有元素
    for (int n = 0; n<5; ++n)
        v.push_back(n);  //push_back成员函数在vector容器尾部添加一个元素
    vector<int>::iterator i;  //定义正向迭代器
    for (i = v.begin(); i != v.end(); ++i) {  //用迭代器遍历容器
        cout << *i << " ";  //*i 就是迭代器i指向的元素
        *i *= 2;  //每个元素变为原来的2倍
    }
    cout << endl;
    //用反向迭代器遍历容器
    for (vector<int>::reverse_iterator j = v.rbegin(); j != v.rend(); ++j)
        cout << *j << " ";
    return 0;
}

程序的输出结果是：

0 1 2 3 4

8 6 4 2 0

迭代器的功能分类

vector的迭代器是随机迭代器，因此遍历vector容器中有以下几种做法，下面的程序中，每个循环演示一种做法。

遍历vector容器

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> v(100); //v被初始化成有100个元素
    for(int i = 0;i < v.size() ; ++i) //size返回元素个数
        cout << v[i]; //像普通数组一样使用vector容器
    vector<int>::iterator i;
    for(i = v.begin(); i != v.end (); ++i) //用 != 比较两个迭代器
        cout << * i;
    for(i = v.begin(); i < v.end ();++i) //用 < 比较两个迭代器
        cout << * i;
    i = v.begin();
    while(i < v.end()) { //间隔一个输出
        cout << * i;
        i += 2; // 随机访问迭代器支持 "+= 整数"  的操作
    }
}

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，他们是：

• advance(p,n):使迭代器p向前或向后移动n个元素
• distance(p,q):计算两个迭代器之间的距离，即迭代器 p 经过多少次 + + 操作后和迭代器 q 相等。如果调用时 p 已经指向 q 的后面，则这个函数会陷入死循环。
• iter_swap(p, q)：用于交换两个迭代器 p、q 指向的值。
  
  要使用上述模板，需要包含头文件algorithm。下面的程序演示了这三个函数模板的用法。

#include <list>
#include <iostream>
#include <algorithm> //要使用操作迭代器的函数模板，需要包含此文件
using namespace std;
int main()
{
    int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    list <int> lst(a, a+5);
    list <int>::iterator p = lst.begin();
    advance(p, 2);  //p向后移动两个元素，指向3
    cout << "1)" << *p << endl;  //输出 1)3
    advance(p, -1);  //p向前移动一个元素，指向2
    cout << "2)" << *p << endl;  //输出 2)2
    list<int>::iterator q = lst.end();
    q--;  //q 指向 5
    cout << "3)" << distance(p, q) << endl;  //输出 3)3
    iter_swap(p, q); //交换 2 和 5
    cout << "4)";
    for (p = lst.begin(); p != lst.end(); ++p)
        cout << *p << " ";
    return 0;
}

程序的输出结果是：

1. 3
2. 2
3. 3
4. 1 5 3 4 2