C++迭代器iterator

 1. 迭代器Iterator

• 用于提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。
  
• 一般仅用于底层聚合支持类，如STL的list、vector、stack等容器类及ostream_iterator等扩展iterator。
  
• 每种数据数据容器都可以定义自己的迭代器类型。
• 使用迭代器可以读取容器中的每一个元素。
• const_iterator 迭代器只能读取容器中的元素，但是不能修改。
• 双向容器例如vector的迭代器不能使用“<”,">"这样的比较运算符，只能用“！=”或者“==”。
• 注意vector<int>::const_iterator 和const vector<int>::iterator的区别。
• 迭代器除了可以进行“++”，“--”操作，还可以进行“+n”,"-n"操作

2. 迭代器的分类

根据STL中的分类，iterator包括：

Input Iterator：只能单步向前迭代元素，不允许修改由该类迭代器引用的元素。

Output Iterator：该类迭代器和Input Iterator极其相似，也只能单步向前迭代元素，不同的是该类迭代器对元素只有写的权力。

Forward Iterator：该类迭代器可以在一个正确的区间中进行读写操作，它拥有Input Iterator的所有特性，和Output Iterator的部分特性，以及单步向前迭代元素的能力。

Bidirectional Iterator：该类迭代器是在Forward Iterator的基础上提供了单步向后迭代元素的能力。

Random Access Iterator：该类迭代器能完成上面所有迭代器的工作，它自己独有的特性就是可以像指针那样进行算术计算，而不是仅仅只有单步向前或向后迭代。

以上五类迭代器的从属关系如下：

其中箭头A→B表示，A是B的强化类型，这也说明了如果一个算法要求B，那么A也可以应用于其中。

图1. 五种迭代器之间的关系

• vector 和deque提供的是RandomAccessIterator.
• list提供的是BidirectionalIterator.
• set和map提供的 iterators是 ForwardIterator.
• 说明：每种迭代器均可进行包括表中前一种迭代器可进行的操作。

迭代器操作                      说明

(1)所有迭代器

p++                              后置自增迭代器

++p                              前置自增迭代器

(2)输入迭代器

*p                                 复引用迭代器，作为右值

p=p1                             将一个迭代器赋给另一个迭代器

p==p1                           比较迭代器的相等性

p!=p1                            比较迭代器的不等性

(3)输出迭代器

*p                                 复引用迭代器，作为左值

p=p1                             将一个迭代器赋给另一个迭代器

(4)正向迭代器

提供输入输出迭代器的所有功能

(5)双向迭代器

--p                                前置自减迭代器

p--                                后置自减迭代器

(6)随机迭代器

p+=i                              将迭代器递增i位

p-=i                               将迭代器递减i位

p+i                                在p位加i位后的迭代器

p-i                                 在p位减i位后的迭代器

p[i]                                返回p位元素偏离i位的元素引用

p<p1                             如果迭代器p的位置在p1前，返回true，否则返回false

p<=p1                           p的位置在p1的前面或同一位置时返回true，否则返回false

p>p1                             如果迭代器p的位置在p1后，返回true，否则返回false

p>=p1                           p的位置在p1的后面或同一位置时返回true，否则返回false

只有顺序容器和关联容器支持迭代器遍历，各容器支持的迭代器的类别如下：

容器                 支持的迭代器类别            容器               支持的迭代器类别            容器                 支持的迭代器类别

vector              随机访问                      deque              随机访问                       list                   双向

set                   双向                            multiset            双向                           map                 双向

multimap          双向                             stack                不支持                        queue              不支持

priority_queue   不支持