STL之迭代器(iterator)
1 头文件
所有容器有含有其各自的迭代器型别（iterator types），所以当你使用一般的容器迭代器时，并不需要含入专门的头文件。不过有几种特别的迭代器，例如逆向迭代器，被定义于<iterator>中。
2 迭代器类型
迭代器共分为五种，分别为: Input iterator、Output iterator、Forward iterator、Bidirectional iterator、Random access iterator。
2.1 Input（输入）迭代器
只能一次一个向前读取元素，按此顺序一个个传回元素值。表2.1列出了Input迭代器的各种操作行为。Input迭代器只能读取元素一次，如果你复制Input迭代器，并使原Input迭代器与新产生的副本都向前读取，可能会遍历到不同的值。纯粹Input迭代器的一个典型例子就是“从标准输入装置（通常为键盘）读取数据”的迭代器。
-
表达式 功能表述
*iter 读取实际元素
iter->member 读取实际元素的成员（如果有的话）
++iter 向前步进（传回新位置）
iter++ 向前步进（传回旧位置）
iter1 == iter2 判断两个迭代器是否相同
iter1 != iter2 判断两个迭代器是否不相等
TYPE(iter) 复制迭代器（copy 构造函数）
2.2 Output（输出）迭代器
Output迭代器和Input迭代器相反，其作用是将元素值一个个写入。表2.2列出Output迭代器的有效操作。operator*只有在赋值语句的左手边才有效。Output迭代器无需比较（comparison）操作。你无法检验Output迭代器是否有效，或“写入动作”是否成功。你唯一可以做的就是写入、写入、再写入。
-
表达式 功能表述
*iter = value 将元素写入到迭代器所指位置
++iter 向前步进（传回新位置）
iter++ 向前步进（传回旧位置）
TYPE(iter) 复制迭代器（copy 构造函数）
2.3 Forward（前向）迭代器
Forward迭代器是Input迭代器与Output迭代器的结合，具有Input迭代器的全部功能和Output迭代器的大部分功能。表2.3总结了Forward迭代器的所有操作。Forward迭代器能多次指向同一群集中的同一元素，并能多次处理同一元素。
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表达式 功能表述
*iter 存取实际元素
iter->member 存取实际元素的成员
++iter 向前步进（传回新位置）
iter++ 向前步进（传回旧位置）
iter1 == iter2 判断两个迭代器是否相同
iter1 != iter2 判断两个迭代器是否不相等
TYPE() 产生迭代器（default构造函数）
TYPE(iter) 复制迭代器（copy构造函数）
iter1 == iter2 复制
2.4 Bidirectional（双向）迭代器
Bidirectional（双向）迭代器在Forward迭代器的基础上增加了回头遍历的能力。换言之，它支持递减操作符，用以一步一步的后退操作。
2.5 Random Access（随机存取）迭代器
Random Access迭代器在Bidirectional迭代器的基础上再增加随机存取能力。因此它必须提供“迭代器算数运算”（和一般指针“指针算术运算”相当）。也就是说，它能加减某个偏移量、能处理距离（differences）问题，并运用诸如<和>的相互关系操作符进行比较。以下对象和型别支持Random Access迭代器：
可随机存取的容器（vector, deque）
strings（字符串，string，wstring）
一般array（指针）
3 迭代器相关辅助函数
3.1 advance()令迭代器前进
3.2 distance() 处理迭代器之间的距离
3.3 iter_swap()交换两个迭代器所指内容
4 迭代器配接器
4.1 Reverse（逆向迭代器）
逆向迭代器重新定义递增运算和递减运算，使其行为正好倒置。成员函数rbegin()和rend()各传回一个Reverse迭代器，和begin()和end()类似，共同定义一个半开区间。用正向迭代器可以直接构造一个逆向迭代器，但是构造之后会出现“错位”现象。原因在逆向迭代器要保证半开区间不会越界，可调用逆向迭代器的base()函数，保证转换值的正确性（迭代器移了一位）。
4.2 Insert（安插型）迭代器
Insert迭代器，也称为inserters，用来将“赋值新值”操作转换为“安插新值”操作。通过这种迭代器，算法可以执行安插（insert）行为而非覆盖（overwrite）行为。所有Insert迭代器都隶属于Output迭代器类型。所以它只提供赋值（assign）新值的能力。表4.2.1列出Insert迭代器的所有操作函数。
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表达式 功能表述
*iter 无实际操作（传回iter）
iter = value 安插value
++iter 无实际操作（传回iter）
iter++ 无实际操作（传回iter）
-
C++标准程序库提供三种Insert迭代器：back inserters, front inserters, general inserters。它们的区别在于插入位置。事实上它们各自调用所属容器中不同的成员函数。所以Insert迭代器初始化时要清楚知道自己所属的容器是哪一种。表4.2.2列出Insert迭代器的种类。
-
名称 Class 其所调用的函数 生成函数
Back inserter back_inserter_iterator push_back(value) back_inserter(cont)
Front inserter front_insert_iterator push_front(value) front_inserter(cont)
General inserter insert_iterator insert(pos, value) inserter(cont, pos)
4.3 Stream（流）迭代器
Stream迭代器是一种迭代器配接器，通过它，你可以把stream当成算法的原点和终点。更明确的说，一个istream迭代器可以用来从input stream中读元素，而一个ostream迭代器可以用来对output stream写入元素。
Stream迭代器的一种特殊形式是所谓的stream缓冲区迭代器，用来对stream缓冲区进行直接读取和写入操作。
Ostream迭代器
ostream迭代器 可以被赋予的值写入output stream中。下表列出ostream迭代器的各项操作
-
-
算式 功能表述
ostream_iterator<T>(ostream) 为ostream产生一个ostream迭代器
ostream_iterator<T>(ostream, delim) 为ostream产生一个ostream迭代器，各元素间以delim为分隔符（请注意，delim的型别是const char*）
*iter 无实际操作（传回iter）
iter = value 将value写到ostream，像这样：ostream<<value。其后再输出一个delim（分隔符；如有定义的话）
++iter 无实际操作（传回iter）
iter++ 无实际操作（传回iter）
Istream迭代器
istream迭代器是ostream迭代器的拍档，用来从input stream读取元素。透过istream迭代器，算法可以从stream中直接读取数据。istream迭代器的各项操作。
-
算式 功能表述
istream_iterator<T>() 产生一个end-of-stream迭代器
istream_iterator<T>(istream) 为istream产生的一个迭代器（可能立即去读第一个元素）
*iter 传回先前读取的值（如果构造函数并未立刻读取第一个元素值，则本式执行读取任务）
iter->member 传回先前读取的元素的成员（如果有的话）
++iter 读取下一个元素，并传回其位置
iter++ 读取下一个元素，并传回迭代器指向前一个元素
iter1 == iter2 检查iter1和iter2是否相等
iter1 != iter2 检查iter1和iter2是否不相等
-
5.下面列举了些例子说明各个容器的用法：
1、vector
#include <iostream>
#include <vector> int main()
{
std::vector<char> charVector; int x;
for (x=0; x<10; ++x)
charVector.push_back(65 + x); int size = charVector.size();
for (x=0; x<size; ++x)
{
std::vector<char>::iterator start =
charVector.begin();
charVector.erase(start);
std::vector<char>::iterator iter;
for (iter = charVector.begin();
iter != charVector.end(); iter++)
{
std::cout << *iter;
}
std::cout << std::endl;
} return 0;
}
2、deque
#include <iostream>
#include <deque> int main()
{
std::deque<char> charDeque;
int x;
for (x=0; x<10; ++x)
charDeque.push_front(65 + x); int size = charDeque.size();
for (x=0; x<size; ++x)
{
std::deque<char>::iterator start =
charDeque.begin();
charDeque.erase(start);
std::deque<char>::iterator iter;
for (iter = charDeque.begin();
iter != charDeque.end(); iter++)
{
std::cout << *iter;
}
std::cout << std::endl;
} return 0;
}
3、list
#include <iostream>
#include <list> int main()
{
// Create and populate the list.
int x;
std::list<char> charList;
for (x=0; x<10; ++x)
charList.push_front(65 + x); // Display contents of list.
std::cout << "Original list: ";
std::list<char>::iterator iter;
for (iter = charList.begin();
iter != charList.end(); iter++)
{
std::cout << *iter;
//char ch = *iter;
//std::cout << ch;
}
std::cout << std::endl; // Insert five Xs into the list.
std::list<char>::iterator start = charList.begin();
charList.insert(++start, 5, 'X'); // Display the result.
std::cout << "Resultant list: ";
for (iter = charList.begin();
iter != charList.end(); iter++)
{
std::cout << *iter;
//char ch = *iter;
//std::cout << ch;
} return 0;
}
4、set
#include <iostream>
#include <set> int main()
{
// Create the set object.
std::set<char> charSet; // Populate the set with values.
charSet.insert('E');
charSet.insert('D');
charSet.insert('C');
charSet.insert('B');
charSet.insert('A'); // Display the contents of the set.
std::cout << "Contents of set: " << std::endl;
std::set<char>::iterator iter;
for (iter = charSet.begin(); iter != charSet.end(); iter++)
std::cout << *iter << std::endl;
std::cout << std::endl; // Find the D.
iter = charSet.find('D');
if (iter == charSet.end())
std::cout << "Element not found.";
else
std::cout << "Element found: " << *iter; return 0;
}
5、multiset
#include <iostream>
#include <set> int main()
{
// Create the first set object.
std::multiset<char> charMultiset1; // Populate the multiset with values.
charMultiset1.insert('E');
charMultiset1.insert('D');
charMultiset1.insert('C');
charMultiset1.insert('B');
charMultiset1.insert('A');
charMultiset1.insert('B');
charMultiset1.insert('D'); // Display the contents of the first multiset.
std::cout << "Contents of first multiset: " << std::endl;
std::multiset<char>::iterator iter;
for (iter = charMultiset1.begin();
iter != charMultiset1.end(); iter++)
std::cout << *iter << std::endl;
std::cout << std::endl; // Create the second multiset object.
std::multiset<char> charMultiset2; // Populate the multiset with values.
charMultiset2.insert('J');
charMultiset2.insert('I');
charMultiset2.insert('H');
charMultiset2.insert('G');
charMultiset2.insert('F');
charMultiset2.insert('G');
charMultiset2.insert('I'); // Display the contents of the second multiset.
std::cout << "Contents of second multiset: "
<< std::endl;
for (iter = charMultiset2.begin();
iter != charMultiset2.end(); iter++)
std::cout << *iter << std::endl;
std::cout << std::endl; // Compare the sets.
if (charMultiset1 == charMultiset2)
std::cout << "set1 == set2";
else if (charMultiset1 < charMultiset2)
std::cout << "set1 < set2";
else if (charMultiset1 > charMultiset2)
std::cout << "set1 > set2"; return 0;
}
6、map
#include <iostream>
#include <map> typedef std::map<int, char> MYMAP; int main()
{
// Create the first map object.
MYMAP charMap1; // Populate the first map with values.
charMap1[1] = 'A';
charMap1[4] = 'D';
charMap1[2] = 'B';
charMap1[5] = 'E';
charMap1[3] = 'C'; // Display the contents of the first map.
std::cout << "Contents of first map: " << std::endl;
MYMAP::iterator iter;
for (iter = charMap1.begin();
iter != charMap1.end(); iter++)
{
std::cout << (*iter).first << " --> ";
std::cout << (*iter).second << std::endl;
}
std::cout << std::endl; // Create the second map object.
MYMAP charMap2; // Populate the first map with values.
charMap2[1] = 'F';
charMap2[4] = 'I';
charMap2[2] = 'G';
charMap2[5] = 'J';
charMap2[3] = 'H'; // Display the contents of the second map.
std::cout << "Contents of second map: " << std::endl;
for (iter = charMap2.begin();
iter != charMap2.end(); iter++)
{
std::cout << (*iter).first << " --> ";
std::cout << (*iter).second << std::endl;
}
std::cout << std::endl; // Compare the maps.
if (charMap1 == charMap2)
std::cout << "map1 == map2";
else if (charMap1 < charMap2)
std::cout << "map1 < map2";
else if (charMap1 > charMap2)
std::cout << "map1 > map2"; return 0;
}
7、multimap
#include <iostream>
#include <map> typedef std::multimap<int, char> MYMAP; int main()
{
// Create the first multimap object.
MYMAP charMultimap; // Populate the multimap with values.
charMultimap.insert(MYMAP::value_type(1,'A'));
charMultimap.insert(MYMAP::value_type(4,'C'));
charMultimap.insert(MYMAP::value_type(2,'B'));
charMultimap.insert(MYMAP::value_type(7,'E'));
charMultimap.insert(MYMAP::value_type(5,'D'));
charMultimap.insert(MYMAP::value_type(3,'B'));
charMultimap.insert(MYMAP::value_type(6,'D')); // Display the contents of the first multimap.
std::cout << "Contents of first multimap: " << std::endl;
MYMAP::iterator iter;
for (iter = charMultimap.begin();
iter != charMultimap.end(); iter++)
{
std::cout << (*iter).first << " --> ";
std::cout << (*iter).second << std::endl;
}
std::cout << std::endl; // Create the second multimap object.
MYMAP charMultimap2; // Populate the second multimap with values.
charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(1,'C'));
charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(4,'F'));
charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(2,'D'));
charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(7,'E'));
charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(5,'F'));
charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(3,'E'));
charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(6,'G')); // Display the contents of the second multimap.
std::cout << "Contents of second multimap: " << std::endl;
for (iter = charMultimap2.begin();
iter != charMultimap2.end(); iter++)
{
std::cout << (*iter).first << " --> ";
std::cout << (*iter).second << std::endl;
}
std::cout << std::endl; // Compare the multimaps.
if (charMultimap == charMultimap2)
std::cout << "multimap1 == multimap2";
else if (charMultimap < charMultimap2)
std::cout << "multimap1 < multimap2";
else if (charMultimap > charMultimap2)
std::cout << "multimap1 > multimap2"; return 0;
}
8、stack
#include <iostream>
#include <list>
#include <stack> int main()
{
std::stack<int, std::list<int> > intStack; int x;
std::cout << "Values pushed onto stack:"
<< std::endl;
for (x=1; x<11; ++x)
{
intStack.push(x*100);
std::cout << x*100 << std::endl;
} std::cout << "Values popped from stack:"
<< std::endl;
int size = intStack.size();
for (x=0; x<size; ++x)
{
std::cout << intStack.top() << std::endl;
intStack.pop();
} return 0;
}
9、queue
#include <iostream>
#include <list>
#include <queue> int main()
{
std::queue<int, std::list<int> > intQueue; int x;
std::cout << "Values pushed onto queue:"
<< std::endl;
for (x=1; x<11; ++x)
{
intQueue.push(x*100);
std::cout << x*100 << std::endl;
} std::cout << "Values removed from queue:"
<< std::endl;
int size = intQueue.size();
for (x=0; x<size; ++x)
{
std::cout << intQueue.front() << std::endl;
intQueue.pop();
} return 0;
}
10、priority_queue
#include <iostream>
#include <list>
#include <queue> int main()
{
std::priority_queue<int, std::vector<int>,std::greater<int> > intPQueue;
int x;
intPQueue.push(400);
intPQueue.push(100);
intPQueue.push(500);
intPQueue.push(300);
intPQueue.push(200); std::cout << "Values removed from priority queue:"
<< std::endl;
int size = intPQueue.size();
for (x=0; x<size; ++x)
{
std::cout << intPQueue.top() << std::endl;
intPQueue.pop();
} return 0;
}
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