c++中iterator(迭代器)是什么_c++迭代器概念与应用

迭代器是C++ STL中用于访问容器元素的核心机制,行为类似指针,支持解引用、递增、比较等操作。它将算法与容器解耦,实现通用性。根据功能分为五种:输入迭代器(只读)、输出迭代器(只写)、前向迭代器(可多次读写,仅向前)、双向迭代器(可前后移动,如list)、随机访问迭代器(支持算术运算,如vector)。常用遍历方式包括显式使用begin()/end()循环或现代C++的范围for循环,后者底层仍依赖迭代器。需特别注意迭代器失效问题:vector在插入或扩容时会使所有迭代器失效,list删除元素后对应迭代器不可用。安全删除应使用erase返回的下一个有效迭代器。掌握迭代器类型匹配与失效规则,有助于高效安全地操作STL容器。

c++中iterator(迭代器)是什么_c++迭代器概念与应用

在C++中,迭代器(iterator)是一种用于访问容器中元素的对象,它行为类似于指针,可以指向容器中的某个元素,并通过递增或递减操作遍历整个容器。迭代器是STL(标准模板库)的核心组件之一,它将算法与容器解耦,使通用算法能够适用于不同类型的容器。

迭代器的基本概念

迭代器本质上是一个抽象概念,代表“指向容器中某位置”的对象。它支持以下基本操作:

*it:解引用,获取当前指向的元素值 ++it 或 it++:向前移动到下一个元素 it == otherit != other:比较两个迭代器是否指向同一位置

不同容器提供的迭代器类型可能不同,比如vector支持随机访问迭代器,而list只支持双向迭代器。

迭代器的分类

C++定义了五种迭代器类型,按功能由弱到强排列

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输入迭代器(Input Iterator):只能逐个向前读取元素,如istream_iterator 输出迭代器(Output Iterator):只能写入数据一次,如ostream_iterator 前向迭代器(Forward Iterator):可多次读写,只能向前移动,如slist的迭代器 双向迭代器(Bidirectional Iterator):可前后移动,如list、set的迭代器 随机访问迭代器(Random Access Iterator):支持指针算术运算,如vector、array、deque的迭代器

常见用法示例

使用迭代器遍历容器是最常见的场景。以下是一个vector遍历的例子:

#include #include int main() {    std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5};    for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {        std::cout << *it << " ";    }    return 0;}

这里,begin()返回指向第一个元素的迭代器,end()返回指向末尾后一位的迭代器(不指向有效元素),循环条件为不相等。

现代C++推荐使用范围for循环或auto关键字简化代码:

for (const auto& value : vec) {    std::cout << value << " ";}

这背后依然依赖迭代器机制,但语法更简洁。

迭代器失效问题

在修改容器时需特别注意迭代器失效问题。例如:

对vector执行insert或push_back可能导致内存重新分配,使所有迭代器失效 从list中erase一个元素后,被删除元素对应的迭代器不能再使用 使用erase-remove惯用法可安全删除满足条件的元素

正确做法是使用erase返回的有效迭代器继续遍历:

for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ) {    if (*it % 2 == 0) {        it = vec.erase(it); // erase返回下一个有效位置    } else {        ++it;    }}

基本上就这些。理解迭代器是掌握STL的关键一步,它不仅让代码更通用,也提升了算法的复用性。只要注意类型匹配和失效规则,就能安全高效地使用迭代器处理各种容器。

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