迭代器

• 迭代器是演算法和容器的橋樑
  • 迭代器用作訪問容器中的元素
  • 演算法不直接操作容器中的資料，而是通過迭代器間接操作
• 演算法和容器獨立
  • 增加新的演算法，無需影響容器的實現
  • 增加新的容器，原有的演算法也能適用

輸入流迭代器和輸出流迭代器

• 輸入流迭代器

  istream_iterator<T>
  

  • 以輸入流（如cin）為引數構造
  • 可用*(p++)獲得下一個輸入的元素

• 輸出流迭代器

  ostream_iterator<T>
  

  • 構造時需要提供輸出流（如cout）
  • 可用(*p++) = x將x輸出到輸出流

• 二者都屬於介面卡

  • 介面卡是用來為已有物件提供新的介面的物件
  • 輸入流介面卡和輸出流介面卡為流物件提供了迭代器的介面

例10-2從標準輸入讀入幾個實數，分別將它們的平方輸出

//10_2.cpp
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

//求平方的函式
double square(double x) {
    return x * x;
}
int main() {
    //從標準輸入讀入若干個實數，分別將它們的平方輸出
    transform(istream_iterator<double>(cin), istream_iterator<double>(),
        ostream_iterator<double>(cout, "\t"), square);
    cout << endl;
    return 0;
}
 

迭代器的分類

迭代器支援的操作

• 迭代器是泛化的指標，提供了類似指標的操作（諸如++、*、->運算子）
• 輸入迭代器
  • 可以用來從序列中讀取資料，如輸入流迭代器
• 輸出迭代器
  • 允許向序列中寫入資料，如輸出流迭代器
• 前向迭代器
  • 既是輸入迭代器又是輸出迭代器，並且可以對序列進行單向的遍歷
• 雙向迭代器
  • 與前向迭代器相似，但是在兩個方向上都可以對資料遍歷
• 隨機訪問迭代器
  • 也是雙向迭代器，但能夠在序列中的任意兩個位置之間進行跳轉，如指標、使用vector的begin()、end()函式得到的迭代器

迭代器的區間

• 兩個迭代器表示一個區間：[p1, p2)
• STL演算法常以迭代器的區間作為輸入，傳遞輸入資料
• 合法的區間
  • p1經過n次(n > 0)自增(++)操作後滿足p1 == p2
• 區間包含p1，但不包含p2

例10-3 綜合運用幾種迭代器的示例

程式涉及到輸入迭代器、輸出迭代器、隨機訪問迭代器這三個迭代器概念，並且以前兩個概念為基礎編寫了一個通用演算法。

//10_3.cpp
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

//將來自輸入迭代器的n個T型別的數值排序，將結果通過輸出迭代器result輸出
template <class T, class InputIterator, class OutputIterator>
void mySort(InputIterator first, InputIterator last, OutputIterator result) {
    //通過輸入迭代器將輸入資料存入向量容器s中
    vector<T> s;
    for (;first != last; ++first)
        s.push_back(*first);
    //對s進行排序，sort函式的引數必須是隨機訪問迭代器
    sort(s.begin(), s.end());  
    copy(s.begin(), s.end(), result);   //將s序列通過輸出迭代器輸出
}

int main() {
    //將s陣列的內容排序後輸出
    double a[5] = { 1.2, 2.4, 0.8, 3.3, 3.2 };
    mySort<double>(a, a + 5, ostream_iterator<double>(cout, " "));
    cout << endl;
    //從標準輸入讀入若干個整數，將排序後的結果輸出，按Ctrl+d表示輸入結束
    mySort<int>(istream_iterator<int>(cin), istream_iterator<int>(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
    cout << endl;
    return 0;
}
/*
執行結果：
0.8 1.2 2.4 3.2 3.3
2 -4 5 8 -1 3 6 -5
-5 -4 -1 2 3 5 6 8
*/

迭代器的輔助函式

• advance(p, n)
  • 對p執行n次自增操作
• distance(first, last)
  • 計算兩個迭代器first和last的距離，即對first執行多少次“++”操作後能夠使得first == last