C++ Iterators

迭代器就像指针一样，用于访问容器元素。

重要提示

• 迭代器用于从一个元素遍历到另一个元素，这个过程称为**遍历容器**。
• 迭代器的主要优点是为所有容器类型提供一个通用接口。
• 迭代器使**算法独立于**所使用的容器类型。
• 迭代器提供了一种通用的方法来遍历容器中的元素。

语法

对迭代器执行的操作

• 运算符 (*)： '*' 运算符返回迭代器当前指向位置的元素。
• 运算符 (++)： '++' 运算符将迭代器递增一。因此，迭代器指向容器的下一个元素。
• 运算符 (==) 和运算符 (!=)： 这两个运算符都确定两个迭代器是否指向同一位置。
• 运算符 (=)： '=' 运算符赋值迭代器。

迭代器与指针的区别

迭代器可以是智能指针，允许迭代复杂的数据结构。容器提供其迭代器类型。因此，我们可以说迭代器与不同的容器类型具有相同的接口。

容器类提供了两个基本的成员函数，允许迭代或遍历容器中的元素

• begin()：begin() 函数返回一个指向容器第一个元素的迭代器。
• end()：end() 函数返回一个指向容器末尾（即最后一个元素之后）的迭代器。

让我们看一个简单的例子

输出

1 2 3 4 5

迭代器类别

迭代器可以按以下方式分类

• 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

输入迭代器： 输入迭代器是用于访问容器中元素的迭代器，但它不修改容器的值。

输入迭代器使用的运算符是

• 增量运算符(++)
• 相等运算符(==)
• 不等运算符(!=)
• 解引用运算符(*)

输出迭代器： 输出迭代器是用于修改容器值的迭代器，但它不从容器中读取值。因此，我们可以说输出迭代器是一个**只写迭代器**。

输出迭代器使用的运算符是

• 增量运算符(++)
• 赋值运算符(=)

前向迭代器： 前向迭代器是用于读写容器的迭代器。它是一个多趟迭代器。

前向迭代器使用的运算符是

• 增量运算符(++)
• 赋值运算符(=)
• 相等运算符(=)
• 不等运算符(!=)

双向迭代器： 双向迭代器支持前向迭代器的所有功能，并且它增加了一个功能，即递减运算符(--)。我们可以通过递减迭代器向后移动。

双向迭代器使用的运算符是

• 增量运算符(++)
• 赋值运算符(=)
• 相等运算符(=)
• 不等运算符(!=)
• 递减运算符(--)

随机访问迭代器： 随机访问迭代器是提供对任意位置元素随机访问的迭代器。它具有双向迭代器的所有功能，并且它增加了一个功能，即指针加法和指针减法，以提供对元素的随机访问。

迭代器的提供者

迭代器及其特性

迭代器的缺点

• 如果我们要同时从一个数据结构移动到另一个数据结构，迭代器将不起作用。
• 如果我们要更新正在迭代的结构，迭代器不允许我们这样做，因为它们存储位置的方式。
• 如果在遍历列表时需要回溯，迭代器在这种情况下将不起作用。

迭代器的优点

迭代器具有以下优点

• 编程简便： 使用迭代器比使用下标运算符[]访问容器元素更方便。如果使用下标运算符[]访问元素，则需要跟踪运行时添加的元素数量，但使用迭代器则不会发生这种情况。

让我们看一个简单的例子

输出

      1 2 3 4 5                                                                                                          
      1 2 3 4 5                                                                                                          
      1 2 3 4 5 10                                                                                                       
      1 2 3 4 5 10 

在上面的示例中，我们观察到如果不用迭代器遍历向量元素，则需要跟踪容器中添加的元素数量。

• 代码可重用性： 如果使用迭代器，则代码可以重用。在上面的示例中，如果我们将向量替换为列表，那么下标运算符[]将无法访问元素，因为列表不支持随机访问。但是，如果使用迭代器访问元素，那么也可以访问列表元素。
• 动态处理： C++ 迭代器提供动态添加或删除数据的功能。

让我们看一个简单的例子

输出

1 10 2 3 4 5

在上面的示例中，我们使用 insert() 函数在第二个位置插入一个新元素，所有其他元素都向后移动一个位置。

随机访问迭代器与其他迭代器的区别

随机访问迭代器与其他迭代器最重要的区别是，**随机访问迭代器需要“1”步访问一个元素，而其他迭代器需要“n”步**。