C++ STL迭代器适配器是什么?
通过学习 C++ STL 标准库中的容器我们知道,无论是序列式容器还是关联式容器(包括哈希容器),要想遍历容器中存储的数据,就只能用使用该容器模板类中提供的迭代器。
《C++ STL迭代器》一节提到,C++ STL 标准库中迭代器大致分为 5 种类型,分别是输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器以及随机访问迭代器。值得一提的是,这 5 种迭代器是 STL 标准库提供的最基础的迭代器,很多场景中遍历容器的需求,它们并不适合。
举个例子,假设有一个 list 容器,现在需要逆序输出该容器中存储的所有元素。要知道,list 容器模板类提供的是双向迭代器,如果使用该类型迭代器实现逆序操作,实现代码如下:
相比上面这种实现思路,C++ STL 标准库中还提供有更简单的方法,就是使用迭代器适配器。
实际上,前面在学习各种容器的迭代器时,我们经常会使用到反向迭代器。下面样例,演示了用反向迭代器适配器遍历 list 容器的实现过程:
《C++ STL迭代器》一节提到,C++ STL 标准库中迭代器大致分为 5 种类型,分别是输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器以及随机访问迭代器。值得一提的是,这 5 种迭代器是 STL 标准库提供的最基础的迭代器,很多场景中遍历容器的需求,它们并不适合。
举个例子,假设有一个 list 容器,现在需要逆序输出该容器中存储的所有元素。要知道,list 容器模板类提供的是双向迭代器,如果使用该类型迭代器实现逆序操作,实现代码如下:
#include <iostream> #include <list> using namespace std; int main() { std::list<int> values{1,2,3,4,5}; //找到遍历的开头位置和结尾位置 std::list<int>::iterator begin = --values.end(); std::list<int>::iterator end = --values.begin(); //开始遍历 while (begin != end) { cout << *begin << " "; --begin; } return 0; }程序执行结果为:
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相比上面这种实现思路,C++ STL 标准库中还提供有更简单的方法,就是使用迭代器适配器。
所谓迭代器适配器,其本质也是一个模板类,比较特殊的是,该模板类是借助以上 5 种基础迭代器实现的。换句话说,迭代器适配器模板类的内部实现,是通过对以上 5 种基础迭代器拥有的成员方法进行整合、修改,甚至为了实现某些功能还会添加一些新的成员方法。由此,将基础迭代器“改头换面”,就变成了本节要讲的迭代器适配器。关于适配器,在讲解容器适配器时就已经做过详细的讲解,这里不再做过多赘述,读者可阅读《C++ STL容器适配器》一节做详细了解。
本质上讲,迭代器适配器仍属于迭代器,可以理解为是基础迭代器的“翻新版”或者“升级版”。同时,“xxx 迭代器适配器”通常直接称为“xxx 迭代器”。
C++ STL迭代器适配器种类
C++ 11 标准中,迭代器适配器供有 4 类,它们各自的名称和功能如表 1 所示。名称 | 功能 |
---|---|
反向迭代器(reverse_iterator) | 又称“逆向迭代器”,其内部重新定义了递增运算符(++)和递减运算符(--),专门用来实现对容器的逆序遍历。 |
安插型迭代器(inserter或者insert_iterator) | 通常用于在容器的任何位置添加新的元素,需要注意的是,此类迭代器不能被运用到元素个数固定的容器(比如 array)上。 |
流迭代器(istream_iterator / ostream_iterator) 流缓冲区迭代器(istreambuf_iterator / ostreambuf_iterator) |
输入流迭代器用于从文件或者键盘读取数据;相反,输出流迭代器用于将数据输出到文件或者屏幕上。 输入流缓冲区迭代器用于从输入缓冲区中逐个读取数据;输出流缓冲区迭代器用于将数据逐个写入输出流缓冲区。 |
移动迭代器(move_iterator) | 此类型迭代器是 C++ 11 标准中新添加的,可以将某个范围的类对象移动到目标范围,而不需要通过拷贝去移动。 |
以上 4 种迭代器的用法,后续章节会做详细介绍。
实际上,前面在学习各种容器的迭代器时,我们经常会使用到反向迭代器。下面样例,演示了用反向迭代器适配器遍历 list 容器的实现过程:
#include <iostream> #include <list> using namespace std; int main() { std::list<int> values{ 1,2,3,4,5 }; //找到遍历的起点和终点,这里无需纠结定义反向迭代器的语法,后续会详细讲解 std::reverse_iterator<std::list<int>::iterator> begin = values.rbegin(); std::reverse_iterator<std::list<int>::iterator> end = values.rend(); while (begin != end) { cout << *begin << " "; //注意,这里是 ++,因为反向迭代器内部互换了 ++ 和 -- 的含义 ++begin; } return 0; }程序执行结果为:
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可以看到,程序中通过调用 list 容器模板类提供的 rbegin() 和 rend(),就可以获得逆序遍历容器所需要的反向迭代器,从而轻松实现逆序输出容器中存储的所有数据。所有教程
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