了解STL中的迭代器

Question

嗨，所以我对迭代器以及它们实际上是什么有点困惑....在C ++ STL中

在这种情况下我使用列表，我不明白你为什么要做一个迭代器：
std::list <int>::const_iterator iElementLocator;

由derefrence运算符dipslay列表的内容：
cout << *iElementLocator;

将其分配给list.begin（）;

请解释一下迭代器的确切含义以及为什么我必须解除它/使用它！ 的谢谢！

Answer 1

STL中有三个构建块：

• 容器
• 算法
• 迭代

在概念层面，容器保存数据。这本身并不是很有用，因为你想要做一些数据;你想要操作，操纵它，查询它，玩它。算法就是这样做的。但算法不持有数据，没有数据 - 他们需要一个容器来完成此任务。为容器提供一个容器，然后你就可以继续操作了。

从技术角度来看，唯一需要解决的问题是算法如何遍历容器。从技术上讲，容器可以是链表，也可以是数组，二叉树或任何其他可以保存数据的数据结构。但遍历数组与遍历二叉树的方式不同。尽管概念上所有算法都希望从容器中一次“获取”一个元素，然后处理该元素，但从容器中获取下一个元素的操作在技术上是非常容器的 - 具体

看起来好像你需要为每个容器编写相同的算法，因此每个版本的算法都有正确的代码来遍历容器。但是有一个更好的解决方案：让容器返回一个可以遍历容器的对象。该对象将具有已知的接口算法。当算法要求对象“获取下一个元素”时，对象将遵守。因为对象直接来自容器，所以它知道如何访问容器的数据。并且因为该对象具有算法所知的接口，所以我们不需要为每个容器复制算法。

这是迭代器。

这里的迭代器将算法粘合到容器，而不将两者耦合。迭代器耦合到容器，算法耦合到迭代器的接口。这里魔术的来源实际上是模板编程。考虑标准的copy()算法：

template<class In, class Out>
Out copy(In first, In last, Out res)
{
    while( first != last ) {
        *res = *first;
        ++first;
        ++res;
    }
    return res;
}

copy()算法将类型In上模板化的两个迭代器和Out类型的一个迭代器作为参数。它会将位置从first开始并在位置last之前结束的元素复制到res。该算法知道要获得下一个元素，它需要说++first或++res。它知道要读取一个元素，它需要说x = *first并写一个元素，它需要说*res = x。这是接口算法假设和迭代器提交的一部分。如果错误的迭代器不符合接口，那么当类型没有定义函数时，编译器会发出错误以调用类型In或Out上的函数。

Answer 2

我很懒。所以我不打算描述迭代器是什么以及它们是如何被使用的，特别是当你已经有很多在线文章可以自己阅读时。

这里有一些我可以引用的开头，可以提供完整文章的链接：

MSDN说，

  

迭代器是一种概括   指针，从他们的抽象   要求以允许的方式   与不同的C ++程序一起工作   数据结构统一。   迭代器充当中介   容器和通用之间   算法。而不是操作   具体的数据类型，算法都是   定义为在一个范围内操作   由迭代器类型指定。任何   满足的数据结构   然后可能需要迭代器   由算法操作。那里   是五种类型或类别   迭代器[...]

顺便说一下，似乎MSDN已经从C ++标准本身采用粗体文本，特别是来自§24.1/ 1的部分

  

迭代器是一种概括   允许C + +程序的指针   使用不同的数据结构   （容器）以统一的方式。 To   能够构建模板   正确运行的算法   有效地处理不同类型的数据   结构，图书馆没有形式化   只是接口而且还有   语义和复杂性假设   迭代器。我支持的所有迭代器   表达式* i，导致a   某些类的值，枚举或   内置类型T，称为值类型   迭代器。所有迭代器我都是   其中表达式（* i）.m是   定义明确，支持表达   i-＆gt; m具有与之相同的语义   （* I）.M。对于每个迭代器类型X for   哪个等式定义，有一个   相应的有符号整数型   称为差异类型   迭代器。

cplusplus说，

  

在C ++中，迭代器是任何对象   那，指向一个元素   元素范围（例如数组或   一个容器），有能力   遍历那些元素   范围使用一组运算符（at   至少，增量（++）和   dereference（*）operator）。

     

最明显的迭代器形式是   指针[...]

你也可以阅读这些：

• What Is an Iterator?
• Iterators in the Standard C++ Library
• Iterator（在wiki条目中）

有耐心并阅读所有这些。希望您能在C ++中了解迭代器是什么。学习C ++需要耐心和时间。

Answer 3

迭代器是指向STL容器的指针指向数组的内容。您可以将它们视为STL容器的指针对象。作为指针，您将能够使用指针表示法（例如*iElementLocator，iElementLocator++）。作为对象，它们将具有自己的属性和方法（http://www.cplusplus.com/reference/std/iterator）。

Answer 4

迭代器与容器本身不同。迭代器引用容器中的单个项目，并提供到达其他项目的方法。

考虑在没有迭代器的情况下设计自己的容器。它可以有一个size函数来获取它包含的项目数，并且可以使[]运算符超载，以允许您根据其位置获取或设置项目。

但是那种“随机访问”并不容易在某些容器上有效实现。如果您获得了第一百万项：c[1000000]并且容器内部使用链接列表，则必须扫描一百万个项目才能找到您想要的项目。

您可能会决定允许集合记住“当前”项目。它可以包含start和more以及next等功能，以便您遍历内容：

c.start();
while (c.more()) 
{
    item_t item = c.next();

    // use the item somehow
}

但是这会将“迭代状态”置于容器内。这是一个严重的限制。如果您想将容器中的每个项目与其他项目进行比较，该怎么办？这需要两个嵌套循环，都遍历所有项目。如果容器本身存储迭代的位置，则无法嵌套两个这样的迭代 - 内部循环将破坏外部循环的工作。

因此迭代器是迭代状态的独立副本。您可以开始迭代：

container_t::iterator i = c.begin();

迭代器i是一个单独的对象，表示容器中的位置。您可以获取存储在该位置的任何内容：

item_t item = *i;

您可以转到下一个项目：

i++;

使用一些迭代器，您可以跳过几个项目：

i += 1000;

或者在相对于迭代器标识的位置的某个位置获取项目：

item_t item = i[1000];

使用一些迭代器，你可以向后移动。

通过将迭代器与end进行比较，您可以发现是否超出了容器的内容：

while (i != c.end())

您可以将end视为返回一个迭代器，该迭代器表示超出容器中最后一个位置的位置。

使用迭代器（以及通常在C ++中）注意的一个重点是它们可能变得无效。例如，如果清空容器，通常会发生这种情况：指向该容器中位置的任何迭代器现在都变为无效。在那种状态下，对它们的大多数操作都是未定义的 - 任何事情都可能发生！

Answer 5

已经存在很多关于迭代器的好解释。只是谷歌吧。

一个example。

如果有某些特定的东西，你不理解回来问。

Answer 6

我建议在C ++中阅读有关运算符重载的内容。这将说明为什么*和->基本上可以表示任何内容。只有这样你才能阅读迭代器。否则它可能看起来很混乱。