C++ 迭代器（STL迭代器）iterator詳解

要訪問順序容器和關聯容器中的元素，需要通過“迭代器（iterator）”進行，迭代器是一個變量，相當於容器和操作容器的算法之間的中介。迭代器可以指向容器中的某個元素，通過迭代器就可以讀寫它指向的元素。從這一點上看，迭代器和指針類型。

迭代器按照定義方式分為以下四種：
正向迭代器，定義方式：

1. 容器類名::iterator 迭代器名;

常量正向迭代器，定義方式：

2. 容器類名::const_iterator 迭代器名;

反向迭代器，定義方式：

3. 容器類名::reverse_iterator 迭代器名;

常量方向迭代器，定義方式：

4. 容器類名::const_reverse_iterator 迭代器名;

迭代器用法示例：
通過迭代器可以讀取它指向的元素，*迭代器名就代表迭代器指向的元素。通過非常量迭代器還能修改其指向的元素。

迭代器都可以進行++操作。方向迭代器和正向迭代器的區別在於：

• 對正向迭代器進行++操作時，迭代器會指向容器中的后一個元素
• 反向迭代器進行++操作時，迭代器會指向容器中的前一個元素
  代碼實例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> v;  //v是存放int類型變量的可變長數組，開始時沒有元素
    for (int n = 0; n<5; ++n)
        v.push_back(n);  //push_back成員函數在vector容器尾部添加一個元素
    vector<int>::iterator i;  //定義正向迭代器
    for (i = v.begin(); i != v.end(); ++i) {  //用迭代器遍歷容器
        cout << *i << " ";  //*i 就是迭代器i指向的元素
        *i *= 2;  //每個元素變為原來的2倍
    }
    cout << endl;
    //用反向迭代器遍歷容器
    for (vector<int>::reverse_iterator j = v.rbegin(); j != v.rend(); ++j)
        cout << *j << " ";
    return 0;
}

程序的輸出結果是：
0 1 2 3 4
8 6 4 2 0

迭代器的功能分類

vector的迭代器是隨機迭代器，因此遍歷vector容器中有以下幾種做法，下面的程序中，每個循環演示一種做法。
遍歷vector容器

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> v(100); //v被初始化成有100個元素
    for(int i = 0;i < v.size() ; ++i) //size返回元素個數
        cout << v[i]; //像普通數組一樣使用vector容器
    vector<int>::iterator i;
    for(i = v.begin(); i != v.end (); ++i) //用 != 比較兩個迭代器
        cout << * i;
    for(i = v.begin(); i < v.end ();++i) //用 < 比較兩個迭代器
        cout << * i;
    i = v.begin();
    while(i < v.end()) { //間隔一個輸出
        cout << * i;
        i += 2; // 隨機訪問迭代器支持 "+= 整數"  的操作
    }
}

迭代器的輔助函數

STL中有用於操作迭代器的三個函數模板，他們是：

• advance(p,n):使迭代器p向前或向后移動n個元素
• distance(p,q):計算兩個迭代器之間的距離，即迭代器 p 經過多少次 + + 操作后和迭代器 q 相等。如果調用時 p 已經指向 q 的后面，則這個函數會陷入死循環。
• iter_swap(p, q)：用於交換兩個迭代器 p、q 指向的值。
  要使用上述模板，需要包含頭文件algorithm。下面的程序演示了這三個函數模板的用法。

#include <list>
#include <iostream>
#include <algorithm> //要使用操作迭代器的函數模板，需要包含此文件
using namespace std;
int main()
{
    int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    list <int> lst(a, a+5);
    list <int>::iterator p = lst.begin();
    advance(p, 2);  //p向后移動兩個元素，指向3
    cout << "1)" << *p << endl;  //輸出 1)3
    advance(p, -1);  //p向前移動一個元素，指向2
    cout << "2)" << *p << endl;  //輸出 2)2
    list<int>::iterator q = lst.end();
    q--;  //q 指向 5
    cout << "3)" << distance(p, q) << endl;  //輸出 3)3
    iter_swap(p, q); //交換 2 和 5
    cout << "4)";
    for (p = lst.begin(); p != lst.end(); ++p)
        cout << *p << " ";
    return 0;
}

程序的輸出結果是：

1. 3
2. 2
3. 3
4. 1 5 3 4 2