趣樂博思劍指信奧 C++ 系列

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趣樂博思劍指信奧系列，專門針對全國青少年信息學奧林匹克聯賽 NOIP 而開展的專業教育方案。開設的課程有 C 語言基礎，C++ 語言基礎，算法設計入門與進階，經典試題分析與詳解等系列課程。面向10 - 16 歲少兒的編程教育，培養扎實的 C++ 語言基礎，靈活運用算法的能力，分析解決問題的能力。

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劍指信奧 ｜ C++ 之 STL - 迭代器(上)

各個容器統一的訪問接口

什么是迭代器

還記得我們在介紹 C++ STL 的概念時，提到了 STL 包含四個組件嗎？

它們分別是 容器、迭代器、算法、函數，到目前為止，我們關于容器部分的內容已經基本結束了，它們分別是：

• string
• vector
• stack
• queue
• list
• set
• map

這些容器的主要作用就是用來存儲數據，依據它們底層不同的數據結構，存儲的方式也各不相同，因此帶來增查改刪各種操作時間和空間上的差異，人們在使用時就可以根據具體的需求做出最佳的選擇。

雖然都是不同的容器，但從這幾次課的學習，我們不難發現，我們對容器的很多操作都是類似的，比如在容器中查找一個特定的元素，查找滿足需求的一部分元素，修改元素等等。

如果為每一種容器都重新定義一套函數，實在是麻煩而且沒有必要，如果能有一個統一的方式能對所有的容器提供訪問功能就好了，而這，就是我們今天要學習的內容 — 迭代器 iterator

迭代器(iterator)有時又稱游標(cursor)是程序設計的軟件設計模式。?

迭代器是可在容器(container，例如鏈表或陣列)上遍歷的接口，設計人員無需關心容器內存分配的實現細節。

Wikipedia

所以，迭代器就是訪問容器的統一接口。

一個迭代器的示例

在開始介紹迭代器的具體內容之前，我們先來看一個迭代器使用的實例：

#include
#include

using namespace std;

int main() {

// 容器的初始化
vector<int> container{1, 2, 3};

// 迭代器的定義
vector<int>::const_iterator i;

// for 循環 1
cout << "--- for 1 ---" << endl;
for (i = container.begin(); i != container.end(); i++) {
cout << *i << "\t";
}

// for 循環 2
cout << endl << "--- for 2 ---" << endl;
for (i = container.begin(); i < container.end(); i++) {
cout << *i << "\t";
}

// while 循環
cout << endl << "--- while ---" << endl;
i = container.begin();
while (i != container.end()) {
cout << *i << "\t";
i++;
}

return 0;
}

/*
output:
--- for 1 ---
1 2 3
--- for 2 ---
1 2 3
--- while ---
1 2 3
*/

在這段代碼中，我們先是初始化了一個具有 3 個元素的向量，然后使用 vector::iterator = i; 的方式聲明了一個關于這個容器的迭代器 i。

之后，以兩種 for 循環和一個 while 循環的方式輸出了這個容器的所有元素，三次遍歷的輸出結果都是一樣的。

現在，我們改動上述代碼中的 3 行，仔細觀察一下是在哪里：

#include
#include

using namespace std;

int main() {

// 容器的初始化
deque<int> container{1, 2, 3};

// 迭代器的定義
deque<int>::const_iterator i;

// for 循環 1
cout << "--- for 1 ---" << endl;
for (i = container.begin(); i != container.end(); i++) {
cout << *i << "\t";
}

// for 循環 2
cout << endl << "--- for 2 ---" << endl;
for (i = container.begin(); i < container.end(); i++) {
cout << *i << "\t";
}

// while 循環
cout << endl << "--- while ---" << endl;
i = container.begin();
while (i != container.end()) {
cout << *i << "\t";
i++;
}

return 0;
}

/*
output:
--- for 1 ---
1 2 3
--- for 2 ---
1 2 3
--- while ---
1 2 3
*/

找到了嗎？是這樣的 3 行：

#include 改為 #include

vector container{(1, 2, 3}; 改為 deque container{1, 2, 3};

vector::const_iterator i; 改為 deque::const_iterator i;

簡單一點說，我們是把容器由向量 vector 改為了雙端隊列 deque，三處循環代碼沒有任何改變，同樣實現了容器的遍歷。

這就體現了迭代器的作用：為容器提供統一的訪問接口。

迭代器的定義分類

迭代器是有分類的，我們先看一段代碼：

#include
#include

using namespace std;

int main() {

// 容器的初始化
vector<int> container{1, 2, 3};

// 迭代器的定義
vector<int>::iterator i; // 正向迭代器

// for 循環 1
cout << "--- for 1 ---" << endl;
for (i = container.begin(); i != container.end(); i++) {
*i += 1; // 修改元素的值
}

// for 循環 2
cout << endl << "--- for 2 ---" << endl;
for (i = container.begin(); i < container.end(); i++) {
cout << *i << "\t";
}

return 0;
}

/*
output:
--- for 1 ---
--- for 2 ---
2 3 4
*/

這段代碼和之前第一個代碼片段很像，不同在以下兩行：

vector::const_iterator i; 改為 vector::iterator i;

cout << *i << "\t"; 改為 *i += 1;

首先，我們修改了迭代器的類型。

我們把 const_iterator 改為 iterator。

其次，在第一個 for 循環中，把輸出語句改為了賦值語句。

這里 const_iterator 是 常量正向迭代器 的含義，它只能實現元素的訪問，不能修改元素，而 iterator 是 正向迭代器 的含義，它不僅能實現元素的訪問，還可以修改元素的值。

所以，迭代器按照定義方式分為以下四類：

1.?正向迭代器，定義方法如下：

容器類名::iterator 迭代器名;

2.?常量正向迭代器，定義方法如下：

容器類名::const_iterator 迭代器名;

3.?反向迭代器，定義方法如下：

容器類名::reverse_iterator 迭代器名;

4. 常量反向迭代器，定義方法如下：

容器類名::const_reverse_iterator 迭代器名;

我們知道了，各種迭代器都可以訪問元素，而非常量迭代器還可以修改元素，那么正向迭代器和反向迭代器有什么區別呢？

今天課程的最后，我們看一個反向迭代器的示例：

#include
#include

using namespace std;

int main() {

vector<int> container{1, 2, 3};

// 迭代器的定義
vector<int>::reverse_iterator i; // 反向迭代器

// for 循環 1
cout << "--- for 1 ---" << endl;
for (i = container.rbegin(); i != container.rend(); i++) {
cout << *i << "\t";
*i *= 2; // 修改元素的值
}

// for 循環 2
cout << endl << "--- for 2 ---" << endl;
for (i = container.rbegin(); i < container.rend(); i++) {
cout << *i << "\t";
}

return 0;
}

/*
output:
--- for 1 ---
3 2 1
--- for 2 ---
6 4 2
*/

我們這次定義了一個非常量反向迭代器，在 for 循環 1 中，首先輸出元素，緊接著修改了每個元素值為原來的 2 倍，再次使用 for 循環 2 輸出修改后的值。

輸出結果表明，元素是逆序輸出的，體現了反向的含義，需要注意的是，反向迭代器的兩端使用的是 rbegin() 和 rend() 函數，而循環里的 ++ 將指向容器里的前一個元素。

關于迭代器第一部分的內容，我們就說到這，下次課我們繼續聊聊迭代器后續的內容。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的stl clocklist 查找元素_剑指信奥 C++ 之 STL 迭代器（上）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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