迭代器學習筆記

2021-08-08 03:11:31 字數 2356 閱讀 1401

本文是學習《stl原始碼剖析》時的學習筆記。

迭代器是一種類，其包裝了原生指標，並過載了operator*、operator->、operator!=、operator++等等，因此其行為類似指標。

容器為了儲存各種型別的元素，定義為類模板。與此相似，為了使迭代器能夠指向不同型別的容器元素，迭代器也需要定義為類模板。

不同的容器遍歷方法不同，在過載operator++時，必須根據不同的容器確定。因此，實現迭代器時需要對容器的實現細節有非常豐富的了解。所以容器的設計者需要實現其相應的迭代器。這正是為什麼每一種stl容器都提供了專屬迭代器的緣故。

迭代器相應型別就是迭代器相關的一些型別資訊。常用的迭代器型別有五種：value type、difference type、reference type、pointer type、iterator category;

value type：指迭代器所指物件的型別。

difference type

reference type：如果函式要傳回左值，則返回值型別必須是引用。t&和const t&就是兩種不同的引用型別。

pointer type：顧名思義

iterator category

如果希望自己開發的容器能與stl很好地結合使用，必須為你的容器迭代器定義這五種相應型別。

stl通過迭代器的使用將資料容器和演算法分離開來。演算法使用迭代器而不是容器作為輸入。在演算法中運用迭代器時，很可能會遇到其相應型別！

例如：乙個函式以迭代器為輸入，在函式體內部需要定義以「迭代器所指物件的型別」為型別的臨時變數，這個時候就用到了value type。再例如，乙個函式以迭代器為輸入，需要返回迭代器所指物件的引用，這時候函式返回值型別就用到了reference type。

現在我們知道了迭代器相應型別很有用，那麼該如何定義它呢？

使用內嵌型別宣告是個不錯的解決方案，看下面的例子。

templatet>


struct myiter
在迭代器myiter中宣告了value_type和reference_type,注意，它們只是在類作用域中可見。

template


typename i::value_type //這一行是函式的返回值，typename表明後面是乙個型別名而不是變數


func1(i ite)


template


typename i::reference_type //這一行是函式的返回值，typename表明後面是乙個型別名而不是變數


func2(i ite)
上面func1返回迭代器所指物件的值，func2返回迭代器所指物件的引用。看上去這兩個函式可以處理任意的迭代器（只要它宣告了相應型別）。但現在出現了乙個新的問題：並不是所有的迭代器都是類型別。比如說原生指標就不是，那麼就無法為它定義內嵌型別！

為了解決上面的問題，我們需要加乙個「間接層」。

具體做法是編寫乙個類模板，專門用來「萃取」迭代器的特性(相應型別)。

也就是說，使用乙個模板類來提取迭代器相應型別。

也就是說可以像下面這樣：

template


struct iterator_traits
這個所謂的traits，其意義是，如果i定義有自己的value_type，那麼通過這個traits的作用，萃取出來的value_type就是i::value_type。

原來的func1函式可以如下定義：

template


typename iterator_traits::value_type //這一行是函式的返回值


func1(i ite)
這裡的iterator_traits還是沒有解決原生指標的問題。但是我們可以（必須）為原生指標t*和const t*編寫乙個iterator_traits特例版本，相關技術參考template partial specialization，c++primer16.5小節 模板特例化。

template


struct iterator_traits


template


struct iterator_traits
至此我們成功地解決了獲取原生指標的相應型別的問題！

再次提醒，iterator_traits必須針對傳入的型別為pointer或者point-to-const設計特化版本。

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