C++ 标准模板库（STL）——迭代器（iterators）的用法及理解

C++ STL中迭代器（iterators）用于遍历对象集合的元素。由于容器大小随着插入删除等操作动态改变，无法像静态数组那样获取数组长度然后遍历容器里的所有元素；这时就需要迭代器，每次从容器内第一个元素遍历，直到迭代器等于容器的尾迭代器。这些集合可能是容器，也可能是容器的子集。迭代器按照定义方式分成以下四种。

　　1) 正向迭代器，定义方法如下：
　　容器类名::iterator 迭代器名;

　　2) 常量正向迭代器，定义方法如下：
　　容器类名::const_iterator 迭代器名;

　　3) 反向迭代器，定义方法如下：
　　容器类名::reverse_iterator 迭代器名;

　　4) 常量反向迭代器，定义方法如下：
　　容器类名::const_reverse_iterator 迭代器名。

其中，按照功能又可分为三类：

　　1) 正向迭代器。假设 p 是一个正向迭代器，则 p 支持以下操作：++p，p++，*p。此外，两个正向迭代器可以互相赋值，还可以用==和!=运算符进行比较。

　　2) 双向迭代器（list、set以及map支持双向迭代器）。双向迭代器具有正向迭代器的全部功能。除此之外，若 p 是一个双向迭代器，则--p和p--都是有定义的。--p使得 p 朝和++p相反的方向移动。

　　3) 随机访问迭代器（vector以及deque支持随机访问迭代器）。随机访问迭代器具有双向迭代器的全部功能。若 p 是一个随机访问迭代器，i 是一个整型变量或常量，则 p 还支持以下操作：

　　　　p+=i：使得 p 往后移动 i 个元素。
　　　　p-=i：使得 p 往前移动 i 个元素。
　　　　p+i：返回 p 后面第 i 个元素的迭代器。
　　　　p-i：返回 p 前面第 i 个元素的迭代器。
　　　　p[i]：返回 p 后面第 i 个元素的引用。

　　此外，两个随机访问迭代器 p1、p2 还可以用 <、>、<=、>= 运算符进行比较。p1<p2的含义是：p1 经过若干次（至少一次）++操作后，就会等于 p2。其他比较方式的含义与此类似。
　　对于两个随机访问迭代器 p1、p2，表达式p2-p1也是有定义的，其返回值是 p2 所指向元素和 p1 所指向元素的序号之差（也可以说是 p2 和 p1 之间的元素个数减一）。

注意：栈（stack）、队列（queue）不支持迭代器。
用法举例：（1）set的遍历：

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
 
int main()
{
    set<int> int_set;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        int_set.insert(i);
    }
    for (set<int>::iterator it = int_set.begin(); it != int_set.end(); it++)
    {
        cout << *it << endl;
    }return 0;
}

（2）map的遍历：

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;
 
int main()
{
    map<int, char> my_map;
    my_map[0] = 'a';
    my_map[1] = 'b';
    my_map.insert(map<int, char>::value_type(2, 'c'));
    for (map<int, char>::iterator it = my_map.begin(); it != my_map.end(); it++) //map.begin()、map.end()：返回map的首、尾迭代器
    {
        cout << "key: " << it->first << " value: " << it->second << endl;
    }return 0;
}

注意对map的遍历过程中由于map是以<key, value>形式保存的元素，所以在迭代时并不止一个值，所以在C++ STL中将迭代器的iterator->first表示map元素的“key”，用iterator->second表示map元素的“value”。