本文主要是介绍C++标准模板（STL）- 迭代器库-迭代器原语-为迭代器各项性质提供统一接口，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
迭代器库-迭代器原语
迭代器库提供了五种迭代器的定义，同时还提供了迭代器特征、适配器及相关的工具函数。
迭代器分类
迭代器共有五 (C++17 前)六 (C++17 起)种：遗留输入迭代器 (LegacyInputIterator) 、遗留输出迭代器 (LegacyOutputIterator) 、遗留向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 、遗留双向迭代器 (LegacyBidirectionalIterator) 、遗留随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) ，及 遗留连续迭代器 (LegacyContiguousIterator) (C++17 起)。
迭代器的分类的依据并不是迭代器的类型，而是迭代器所支持的操作。换句话说，某个类型只要支持相应的操作，就可以作为迭代器使用。例如，完整对象类型指针支持所有遗留随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 要求的操作，于是任何需要遗留随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 的地方都可以使用指针。
迭代器的所有类别（除了遗留输出迭代器 (LegacyOutputIterator) 和遗留连续迭代器 (LegacyContiguousIterator) ）能组织到层级中，其中更强力的迭代器类别（如遗留随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) ）支持较不强力的类别（例如遗留输入迭代器 (LegacyInputIterator) ）的所有操作。若迭代器落入这些类别之一且亦满足遗留输出迭代器 (LegacyOutputIterator) 的要求，则称之为可变 迭代器并且支持输入还有输出。称非可变迭代器为常迭代器。
为迭代器各项性质提供统一接口
std::iterator_traits| template< class Iter > | ||
| template< class T > | ||
| template< class T > | (C++20 前) |
std::iterator_traits 是类型特性类，为迭代器类型的属性提供统一的接口，使得能够仅针对迭代器实现算法。
该类定义了如下类型，与 std::iterator 中的类型定义相对应：
difference_type- 可用来标识迭代器间距离的有符号整数类型value_type- 迭代器解除引用后所得到的值的类型。对于输出迭代器，该类型为void。pointer- 指向被迭代类型 (value_type) 的指针reference- 被迭代类型 (value_type) 的引用类型iterator_category- 迭代器类别。必须是迭代器类别标签之一。
可以针对用户自定义迭代器特化该模版，这样，即便该类型没有提供一般的类型定义，也能获取关于该迭代器的信息。
模版形参
| Iter | - | 需要取得与之相关属性的迭代器类型 |
成员类型
| 成员类型 | 定义 |
difference_type | Iter::difference_type |
value_type | Iter::value_type |
pointer | Iter::pointer |
reference | Iter::reference |
iterator_category | Iter::iterator_category |
| 若 | (C++17 起) (C++20 前) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 若
否则，若
否则，若
否则，此模板无任何有这些名称的成员此模板无任何有那些名称的成员（ std::iterator_traits 对 SFINAE 友好）。 | (C++20 起) |
特化
如果要把用户提供的类型作为迭代器使用，该类型特征可以针对这一类型进行特化。标准库中提供了针对指针类型 T * 的两种偏特化，使得可以在任何需要迭代器的算法里使用裸指针。
T * 特化成员类型
| 仅若 std::is_object_v<T> 为 | (C++20 起) |
| 成员类型 | 定义 |
difference_type | std::ptrdiff_t |
value_type | T (C++20 前)std::remove_cv_t<T> (C++20 起) |
pointer | T* |
reference | T& |
iterator_category | std::random_access_iterator_tag |
iterator_concept(C++20 起) | std::contiguous_iterator_tag |
|
| 成员类型 | 定义 |
difference_type | std::ptrdiff_t |
value_type | T |
pointer | const T* |
reference | const T& |
iterator_category | std::random_access_iterator_tag |
调用示例
#include <iostream>
#include <string>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <time.h>
#include <vector>
#include <list>
#include <deque>struct Cell
{int x;int y;Cell() = default;Cell(int a, int b): x(a), y(b) {}Cell &operator +=(const Cell &cell){x += cell.x;y += cell.y;return *this;}Cell &operator +(const Cell &cell){x += cell.x;y += cell.y;return *this;}Cell &operator *(const Cell &cell){x *= cell.x;y *= cell.y;return *this;}Cell &operator ++(){x += 1;y += 1;return *this;}bool operator <(const Cell &cell) const{if (x == cell.x){return y < cell.y;}else{return x < cell.x;}}bool operator >(const Cell &cell) const{if (x == cell.x){return y > cell.y;}else{return x > cell.x;}}bool operator ==(const Cell &cell) const{return x == cell.x && y == cell.y;}
};std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Cell &cell)
{os << "{" << cell.x << "," << cell.y << "}";return os;
}template<class BidirIt>
void my_reverse(BidirIt first, BidirIt last)
{//获取首尾距离typename std::iterator_traits<BidirIt>::difference_type n = std::distance(first, last);--n;while (n > 0){typename std::iterator_traits<BidirIt>::value_type tmp = *first;*first++ = *--last;*last = tmp;n -= 2;}
}int main()
{std::vector<int> vector1{1, 2, 3, 4, 5};std::cout << "vector1: ";std::copy(vector1.cbegin(), vector1.cend(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));std::cout << std::endl;my_reverse(vector1.begin(), vector1.end());std::cout << "my_reverse: ";std::copy(vector1.cbegin(), vector1.cend(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));std::cout << std::endl;std::list<int> list1{1, 2, 3, 4, 5};std::cout << "list1: ";std::copy(list1.cbegin(), list1.cend(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));std::cout << std::endl;my_reverse(list1.begin(), list1.end());std::cout << "my_reverse: ";std::copy(list1.cbegin(), list1.cend(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));std::cout << std::endl;int iArray[] = {1, 2, 3, 4, 5};std::cout << "iArray: ";std::copy(std::begin(iArray), std::end(iArray), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));std::cout << std::endl;my_reverse(iArray, iArray + 5);std::cout << "my_reverse: ";std::copy(std::begin(iArray), std::end(iArray), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));std::cout << std::endl;// std::istreambuf_iterator<char> i1(std::cin), i2;
// my_reverse(i1, i2); // 编译错误std::deque<Cell> deque1({Cell{101, 101}, Cell{102, 102},Cell{103, 103}, Cell{104, 104}, Cell{105, 105}});std::cout << "deque1: ";std::copy(deque1.cbegin(), deque1.cend(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));std::cout << std::endl;my_reverse(deque1.begin(), deque1.end());std::cout << "my_reverse: ";std::copy(deque1.cbegin(), deque1.cend(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));std::cout << std::endl;return 0;
}
输出
vector1: 1 2 3 4 5
my_reverse: 5 4 3 2 1
list1: 1 2 3 4 5
my_reverse: 5 4 3 2 1
iArray: 1 2 3 4 5
my_reverse: 5 4 3 2 1
deque1: {101,101} {102,102} {103,103} {104,104} {105,105}
my_reverse: {105,105} {104,104} {103,103} {102,102} {101,101}
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