C++ STL迭代器是访问容器元素的通用方式，分为输入、输出、前向、双向和随机访问五种类型，分别适用于不同场景；通过begin()和end()获取迭代器，可遍历vector、list、map等容器；使用时需注意插入或删除导致的迭代器失效问题，尤其在vector中易发生；可通过自定义迭代器类并重载*、++、==等操作符实现灵活访问；迭代器还与算法如copy、transform、find结合使用，提升代码复用性和效率。
C++ STL 迭代器是访问容器中元素的通用方式，它类似于指针，但提供了更高级的功能和安全性。理解迭代器的类型和用法是掌握 STL 的关键。
迭代器类型与用法详解：
迭代器是连接算法和容器的桥梁。它允许我们以统一的方式访问不同类型容器中的元素，而无需关心容器底层的实现细节。
C++ STL 迭代器有哪些类型？
C++ STL 提供了五种主要的迭代器类型，每种类型都具有不同的功能和限制。了解这些类型有助于我们选择最适合特定任务的迭代器。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
输入迭代器 (Input Iterator): 只读迭代器，只能单向移动，用于从容器中读取数据。只能读取一次，不能多次读取相同位置的值。例如，
istream_iterator
。
输出迭代器 (Output Iterator): 只写迭代器，只能单向移动，用于向容器中写入数据。只能写入一次，不能多次写入相同位置的值。例如，
ostream_iterator
。
前向迭代器 (Forward Iterator): 读写迭代器，可以单向移动，可以多次读取和写入相同位置的值。它具有输入迭代器和输出迭代器的所有功能。
双向迭代器 (Bidirectional Iterator): 读写迭代器，可以双向移动，可以多次读取和写入相同位置的值。它具有前向迭代器的所有功能，并增加了向后移动的能力。
list
,
set
,
multiset
,
map
,
multimap
等容器通常提供双向迭代器。
随机访问迭代器 (Random Access Iterator): 读写迭代器，可以随机访问容器中的任何元素，可以进行加减运算，比较大小等操作。它具有双向迭代器的所有功能，并增加了随机访问的能力。
vector
,
deque
,
array
等容器通常提供随机访问迭代器。
如何使用迭代器遍历容器？
使用迭代器遍历容器是 STL 中常见的操作。以下是一些示例，展示了如何使用不同类型的迭代器遍历不同类型的容器。
示例 1: 使用迭代器遍历
vector
#include #include int main() { std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用迭代器遍历 vector for (std::vector::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; // 使用 const_iterator 遍历 vector (只读) for (std::vector::const_iterator it = vec.cbegin(); it != vec.cend(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; // 使用 auto 关键字简化迭代器声明 (C++11 及以上) for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; // 使用范围 for 循环 (C++11 及以上) for (int element : vec) { std::cout << element << " "; } std::cout << std::endl; return 0;}
示例 2: 使用迭代器遍历
list
#include #include int main() { std::list lst = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用迭代器遍历 list for (std::list::iterator it = lst.begin(); it != lst.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; return 0;}
示例 3: 使用迭代器遍历
map
#include #include
迭代器失效是什么？如何避免？
迭代器失效是指迭代器指向的元素不再有效或不存在。这通常发生在容器修改后，例如插入、删除元素等。避免迭代器失效是编写健壮的 STL 代码的关键。
常见导致迭代器失效的操作：
vector
和
deque
: 插入或删除元素可能导致所有迭代器失效。特别是在
vector
中，如果插入操作导致重新分配内存，则所有迭代器都会失效。
list
: 插入元素不会导致迭代器失效，删除元素只会使指向被删除元素的迭代器失效。
map
和
set
: 插入元素不会导致迭代器失效，删除元素只会使指向被删除元素的迭代器失效。
避免迭代器失效的策略：
尽量使用返回值: 某些容器操作（例如
erase
）会返回指向下一个有效元素的迭代器。使用这些返回值可以避免迭代器失效。
std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5};for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ) { if (*it % 2 == 0) { it = vec.erase(it); // erase 返回指向下一个元素的迭代器 } else { ++it; }}
避免在循环中修改容器大小: 如果需要在循环中修改容器大小，可以考虑使用
list
或
map/set
，因为它们在插入和删除元素时对迭代器的影响较小。或者，可以先收集需要删除的元素，然后在循环结束后一次性删除。
使用范围 for 循环 (C++11 及以上): 范围 for 循环在某些情况下可以避免迭代器失效的问题，但需要注意，如果在循环体内修改容器大小，仍然可能导致未定义行为。
小心使用
insert
和
erase
: 在
vector
和
deque
中，
insert
和
erase
操作会移动元素，导致迭代器失效。需要特别小心处理。
理解迭代器失效的原因和避免方法，可以帮助我们编写更可靠和高效的 STL 代码。
如何自定义迭代器？
虽然 STL 提供了丰富的迭代器类型，但在某些情况下，我们可能需要自定义迭代器来满足特定的需求。自定义迭代器需要实现特定的接口和行为。
自定义迭代器的步骤：
定义迭代器类: 创建一个类，用于表示自定义迭代器。
定义迭代器类型别名: 在类中定义一些类型别名，例如
iterator_category
,
value_type
,
difference_type
,
pointer
,
reference
。这些类型别名用于指定迭代器的类型和相关信息。
实现迭代器操作符: 重载迭代器需要支持的操作符，例如
*
,
++
,
==
,
!=
等。
实现
begin()
和
end()
方法: 在容器类中实现
begin()
和
end()
方法，返回自定义迭代器的实例。
示例：自定义一个简单的数组迭代器
#include template class ArrayIterator { public: using iterator_category = std::random_access_iterator_tag; using value_type = T; using difference_type = std::ptrdiff_t; using pointer = T*; using reference = T&; ArrayIterator(T* ptr) : m_ptr(ptr) {} reference operator*() const { return *m_ptr; } pointer operator->() const { return m_ptr; } ArrayIterator& operator++() { ++m_ptr; return *this; } ArrayIterator operator++(int) { ArrayIterator temp = *this; ++m_ptr; return temp; } ArrayIterator& operator--() { --m_ptr; return *this; } ArrayIterator operator--(int) { ArrayIterator temp = *this; --m_ptr; return temp; } ArrayIterator operator+(difference_type n) const { return ArrayIterator(m_ptr + n); } ArrayIterator operator-(difference_type n) const { return ArrayIterator(m_ptr - n); } difference_type operator-(const ArrayIterator& other) const { return m_ptr - other.m_ptr; } bool operator==(const ArrayIterator& other) const { return m_ptr == other.m_ptr; } bool operator!=(const ArrayIterator& other) const { return m_ptr != other.m_ptr; } bool operator<(const ArrayIterator& other) const { return m_ptr (const ArrayIterator& other) const { return m_ptr > other.m_ptr; } bool operator<=(const ArrayIterator& other) const { return m_ptr =(const ArrayIterator& other) const { return m_ptr >= other.m_ptr; } private: T* m_ptr;};template class MyArray { public: using iterator = ArrayIterator; MyArray() {} iterator begin() { return iterator(m_data); } iterator end() { return iterator(m_data + N); } T& operator[](size_t index) { return m_data[index]; } const T& operator[](size_t index) const { return m_data[index]; } private: T m_data[N];};int main() { MyArray arr; arr[0] = 1; arr[1] = 2; arr[2] = 3; arr[3] = 4; arr[4] = 5; for (auto it = arr.begin(); it != arr.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; return 0;}
这个示例展示了如何自定义一个简单的数组迭代器，并将其用于遍历自定义的数组类。自定义迭代器可以让我们更灵活地控制数据的访问方式，并与其他 STL 算法进行集成。
如何使用迭代器进行算法操作？
STL 算法通常使用迭代器作为输入，对容器中的元素进行操作。理解如何使用迭代器进行算法操作是掌握 STL 的关键。
示例：使用
std::copy
算法复制容器中的元素
#include #include #include int main() { std::vector source = {1, 2, 3, 4, 5}; std::vector destination(source.size()); // 使用 std::copy 算法复制 source 到 destination std::copy(source.begin(), source.end(), destination.begin()); // 打印 destination 中的元素 for (int element : destination) { std::cout << element << " "; } std::cout << std::endl; return 0;}
示例：使用
std::transform
算法转换容器中的元素
#include #include #include #include int main() { std::vector source = {1, 2, 3, 4, 5}; std::vector destination(source.size()); // 使用 std::transform 算法将 source 中的元素乘以 2 并存储到 destination std::transform(source.begin(), source.end(), destination.begin(), [](int x) { return x * 2; }); // 打印 destination 中的元素 for (int element : destination) { std::cout << element << " "; } std::cout << std::endl; return 0;}
示例：使用
std::find
算法查找容器中的元素
#include #include #include int main() { std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用 std::find 算法查找元素 3 auto it = std::find(vec.begin(), vec.end(), 3); if (it != vec.end()) { std::cout << "Found element: " << *it << std::endl; } else { std::cout << "Element not found" << std::endl; } return 0;}
这些示例展示了如何使用迭代器与 STL 算法结合，对容器中的元素进行各种操作。掌握这些技巧可以让我们更高效地使用 STL。
以上就是C++STL迭代器类型与用法详解的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
发布者：程序猿，转转请注明出处：https://www.chuangxiangniao.com/p/1476023.html
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 
