07 迭代器和好用的新for迴圈

迭代器是乙個很通用的概念，並不是乙個特定的型別。它實際上是一組對型別的要求（[1]）。它的最基本要求就是從乙個端點出發，下一步、下一步地到達另乙個端點。按照一般的中文習慣，也許「遍歷」是比「迭代」更好的用詞。我們可以遍歷乙個字串的字元，遍歷乙個檔案的內容，遍歷目錄裡的所有檔案，等等。這些都可以用迭代器來表達。

以上這些迭代器只考慮了讀取。如果乙個型別像輸入迭代器，但 *i 只能作為左值來寫而不能讀，那它就是個輸出迭代器

基本要求是:

迭代器通常是物件。但需要注意的是，指標可以滿足上面所有的迭代器要求，因而也是迭代器。

最常用的迭代器就是容器的 iterator 型別了。以我們學過的順序容器為例，它們都定義了巢狀的 iterator 型別和 const_iterator 型別。一般而言，iterator 可寫入，const_iterator 型別不可寫入，但這些迭代器都被定義為輸入迭代器或其派生型別：

#include // std::copy
#include // std::back_inserter
#include // std::vector
using namespace std;
vectorv1;
vectorv2;
copy(v1.begin(), v1.end(),
back_inserter(v2));

另外乙個常見的輸出迭代器是 ostream_iterator，方便我們把容器內容「拷貝」到乙個輸出流。

#include // std::cout
copy(v2.begin(), v2.end(),
ostream_iterator(cout, " "));

下面我們來看一下乙個輸入迭代器。它的功能本身很簡單，就是把乙個輸入流（istream）的內容一行行讀進來。配上 c++11 引入的基於範圍的 for 迴圈的語法，我們可以把遍歷輸入流的**以一種自然、非過程式的方式寫出來，如下所示：

for (const string& line :
istream_line_reader(is)) 
對比傳統c++
```c++
string line;
for (;;) 
cout << line << endl;
}## 基於範圍的 for 迴圈這個語法
```c++
}

可以看到，它做的事情也不複雜，就是：

生成迭代器這一步有可能是——但不一定是——呼叫 r 的 begin 和 end 成員函式。具體規則是：

c++ 裡有些固定的型別要求規範。對於乙個迭代器，我們需要定義下面的型別

class istream_line_reader ;
…};

仿照一般的容器，我們把迭代器定義為 istream_line_reader 的巢狀類。

它裡面的這五個型別是必須定義的（其他泛型 c++ **可能會用到這五個型別；之前標準庫定義了乙個可以繼承的類模板 std::iterator 來產生這些型別定義，但這個類目前已經被廢棄）。

其中：關於iterator_category請參考《stl原始碼剖析》

作為乙個真的只能讀一次的輸入迭代器，有個特殊的麻煩（前向迭代器或其衍生型別沒有）：到底應該讓 * 負責讀取還是 ++ 負責讀取。我們這兒採用常見、也較為簡單的做法，讓 ++ 負責讀取，* 負責返回讀取的內容（這個做法會有些***，但按我們目前的用法則沒有問題）。這樣的話，這個 iterator 類需要有乙個資料成員指向輸入流，乙個資料成員來存放讀取的結果。根據這個思路，我們定義這個類的基本成員函式和資料成員：

class istream_line_reader 
explicit iterator(istream& is)
: stream_(&is)
reference operator*() const noexcept //返回當前的字串
pointer operator->() const noexcept
iterator& operator++()
return *this;
}iterator operator++(int)
private:
istream* stream_;    //真正指向的資源
string line_;        //待返回的字串
};…};

我們定義了預設建構函式，將 stream_ 清空；相應的，在帶引數的建構函式裡，我們根據傳入的輸入流來設定 stream_。我們也定義了 * 和 -> 運算子來取得迭代器指向的文字行的引用和指標，並用 ++ 來讀取輸入流的內容（後置 ++ 則以慣常方式使用前置 ++ 和拷貝構造來實現）。唯一「特別」點的地方，是我們在建構函式裡呼叫了 ++，確保在構造後呼叫 * 運算子時可以讀取內容，符合日常先使用 *、再使用 ++ 的習慣。一旦檔案讀取到尾部（或出錯），則 stream_ 被清空，回到預設構造的情況。

對於迭代器之間的比較，我們則主要考慮檔案有沒有讀到尾部的情況，簡單定義為：

bool operator==(const iterator& rhs)
const noexcept
bool operator!=(const iterator& rhs)
const noexcept

有了這個 iterator 的定義後，istream_line_reader 的定義就簡單得很了：

class istream_line_reader ;
istream_line_reader() noexcept
: stream_(nullptr) {}
explicit istream_line_reader(
istream& is) noexcept
: stream_(&is) {}
iterator begin()
iterator end() const noexcept
private:
istream* stream_;
};

也就是說，建構函式只是簡單地把輸入流的指標賦給 stream_ 成員變數。begin 成員函式則負責構造乙個真正有意義的迭代器；end 成員函式則只是返回乙個預設構造的迭代器而已。

完整的工程可用**，請參見參考資料。該專案中還提供了利用 c 檔案介面的 file_line_reader 和基於記憶體對映檔案的 mmap_line_reader。

07 迭代器和好用的新for迴圈

python中的for迴圈（迭代器機制）

python中的for迴圈（迭代器機制）

內建迭代器的雙向迴圈鍊錶

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python中的for迴圈（迭代器機制）

python中的for迴圈（迭代器機制）

內建迭代器的雙向迴圈鍊錶

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