C++ Iterator 迭代器 介绍

C++ 迭代器基础介绍迭代器提供对一个容器中的对象的访问方法，并且定义了容器中对象的范围。

迭代器就如同一个指针。

事实上，C++的指针也是一种迭代器。

但是，迭代器不仅仅是指针，因此你不能认为他们一定具有地址值。

例如，一个数组索引，也可以认为是一种迭代器。

除了使用下标来访问vector 对象的元素外，标准库还提供了另一种访问元素的方法：使用迭代器（iterator）。

迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的数据类型。

标准库为每一种标准容器（包括vector）定义了一种迭代器类型。

迭代器类型提供了比下标操作更通用化的方法：所有的标准库容器都定义了相应的迭代器类型，而只有少数的容器支持下标操作。

因为迭代器对所有的容器都适用，现代C++ 程序更倾向于使用迭代器而不是下标操作访问容器元素，即使对支持下标操作的vector 类型也是这样。

容器的iterator 类型每种容器类型都定义了自己的迭代器类型，如vector：vector<int>::iterator iter;这符语句定义了一个名为iter 的变量，它的数据类型是vector<int> 定义的iterator 类型。

每个标准库容器类型都定义了一个名为iterator 的成员，这里的iterator 与迭代器实际类型的含义相同。

术语：迭代器和迭代器类型程序员首次遇到有关迭代器的术语时可能会困惑不解，原因之一是由于同一个术语iterator 往往表示两个不同的事物。

一般意义上指的是迭代器的概念；而具体而言时指的则是由容器定义的具体的iterator 类型，如vector<int>。

重点要理解的是，有许多用作迭代器的类型，这些类型在概念上是相关的。

若一种类型支持一组确定的操作（这些操作可用来遍历容器内的元素，并访问这些元素的值），我们就称这种类型为迭代器。

各容器类都定义了自己的iterator 类型，用于访问容器内的元素。

换句话说，每个容器都定义了一个名为iterator 的类型，而这种类型支持（概念上的）迭代器的各种操作。

begin 和end 操作每种容器都定义了一对命名为begin 和end 的函数，用于返回迭代器。

如果容器中有元素的话，由begin 返回的迭代器指向第一个元素：vector<int>::iterator iter = ivec.begin();上述语句把iter 初始化为由名为vector 操作返回的值。

假设vector 不空，初始化后，iter 即指该元素为ivec[0]。

由end 操作返回的迭代器指向vector 的“末端元素的下一个”。

“超出末端迭代器”（off-the-end iterator）。

表明它指向了一个不存在的元素。

如果vector 为空，begin 返回的迭代器与end 返回的迭代器相同。

由end 操作返回的迭代器并不指向vector 中任何实际的元素，相反，它只是起一个哨兵（sentinel）的作用，表示我们已处理完vector 中所有元素。

vector 迭代器的自增和解引用运算迭代器类型定义了一些操作来获取迭代器所指向的元素，并允许程序员将迭代器从一个元素移动到另一个元素。

迭代器类型可使用解引用操作符（dereference operator）（*）来访问迭代器所指向的元素：*iter = 0;解引用操作符返回迭代器当前所指向的元素。

假设iter 指向vector 对象ivec 的第一元素，那么*iter 和ivec[0] 就是指向同一个元素。

上面这个语句的效果就是把这个元素的值赋为0。

迭代器使用自增操作符向前移动迭代器指向容器中下一个元素。

从逻辑上说，迭代器的自增操作和int 型对象的自增操作类似。

对int 对象来说，操作结果就是把int 型值“加1”，而对迭代器对象则是把容器中的迭代器“向前移动一个位置”。

因此，如果iter 指向第一个元素，则++iter 指向第二个元素。

由于end 操作返回的迭代器不指向任何元素，因此不能对它进行解引用或自增操作。

迭代器的其他操作另一对可执行于迭代器的操作就是比较：用== 或!= 操作符来比较两个迭代器，如果两个迭代器对象指向同一个元素，则它们相等，否则就不相等。

迭代器应用的程序示例假设已声明了一个vector<int> 型的ivec 变量，要把它所有元素值重置为0，可以用下标操作来完成：// reset all the elements in ivec to 0for (vector<int>::size_type ix = 0; ix != ivec.size(); ++ix)ivec[ix] = 0;上述程序用for 循环遍历ivec 的元素，for 循环定义了一个索引ix ，每循环迭代一次ix 就自增1。

for 循环体将ivec 的每个元素赋值为0。

更典型的做法是用迭代器来编写循环：// equivalent loop using iterators to reset all the elements in ivec to 0for (vector<int>::iterator iter = ivec.begin();iter !=ivec.end(); ++iter)*iter = 0; // set element to which iter refers to 0for 循环首先定义了iter，并将它初始化为指向ivec 的第一个元素。

for 循环的条件测试iter 是否与end 操作返回的迭代器不等。

每次迭代iter 都自增1，这个for 循环的效果是从ivec 第一个元素开始，顺序处理vector 中的每一元素。

最后，iter 将指向ivec 中的最后一个元素，处理完最后一个元素后，iter 再增加1，就会与end 操作的返回值相等，在这种情况下，循环终止。

for 循环体内的语句用解引用操作符来访问当前元素的值。

和下标操作符一样，解引用操作符的返回值是一个左值，因此可以对它进行赋值来改变它的值。

上述循环的效果就是把ivec 中所有元素都赋值为0。

通过上述对代码的详细分析，可以看出这段程序与用下标操作符的版本达到相同的操作效果：从vector 的第一个元素开始，把vector 中每个元素都置为0。

本节给出的例子程序，如果vector 为空，程序是安全的。

如果ivec 为空，则begin 返回的迭代器不指向任何元素——由于没有元素，所以它不能指向任何元素。

在这种情况下，从begin 操作返回的迭代器与从end 操作返回的迭代器的值相同，因此for 语句中的测试条件立即失败。

const_iterator前面的程序用vector::iterator 改变vector 中的元素值。

每种容器类型还定义了一种名为const_iterator 的类型，该类型只能用于读取容器内元素，但不能改变其值。

当我们对普通iterator 类型解引用时，得到对某个元素的非const（2.5 节）。

而如果我们对const_iterator 类型解引用时，则可以得到一个指向const 对象的引用（2.4 节），如同任何常量一样，该对象不能进行重写。

例如，如果text 是vector<string> 类型，程序员想要遍历它，输出每个元素，可以这样编写程序：// use const_iterator because we won't change the elementsfor (vector<string>::const_iterator iter = text.begin();iter != text.end(); ++iter)cout << *iter << endl; // print each element in text除了是从迭代器读取元素值而不是对它进行赋值之外，这个循环与前一个相似。

由于这里只需要借助迭代器进行读，不需要写，这里把iter 定义为const_iterator 类型。

当对const_iterator 类型解引用时，返回的是一个const 值。

不允许用const_iterator: 进行赋值for (vector<string>::const_iterator iter = text.begin();iter != text.end(); ++ iter)*iter = " "; // error: *iter is const使用const_iterator 类型时，我们可以得到一个迭代器，它自身的值可以改变，但不能用来改变其所指向的元素的值。

可以对迭代器进行自增以及使用解引用操作符来读取值，但不能对该元素赋值。

不要把const_iterator 对象与const 的iterator 对象混淆起来。

声明一个const 迭代器时，必须初始化迭代器。

一旦被初始化后，就不能改变它的值：vector<int> nums(10); // nums is nonconstconst vector<int>::iterator cit = nums.begin();*cit = 1; // ok: cit can change its underlying element++cit; // error: can't change the value of cit const_iterator 对象可以用于const vector 或非const vector，因为不能改写元素值。

const 迭代器这种类型几乎没什么用处：一旦它被初始化后，只能用它来改写其指向的元素，但不能使它指向任何其他元素。

const vector<int> nines(10, 9); // cannot change elements in nines// error: cit2 could change the element it refers to and nines is constconst vector<int>::iterator cit2 = nines.begin();// ok: it can't change an element value, so it can be used with a const vector<int>vector<int>::const_iterator it = nines.begin();*it = 10; // error: *it is const++it; // ok: it isn't const so we can change its value// an iterator that cannot write elementsvector<int>::const_iterator// an iterator whose value cannot changeconst vector<int>::iterator迭代器的算术操作除了一次移动迭代器的一个元素的增量操作符外，vector 迭代器（其他标准库容器迭代器很少）也支持其他的算术操作。