C++迭代器详解：左闭右开原则
C++迭代器详解：左闭右开原则
一、前言
在学习C++编程时，特别是处理LeetCode算法题时，经常会遇到使用STL库中的迭代器来处理各种问题。本文将详细讲解迭代器中的左闭右开原则，帮助读者更好地理解和应用这一重要概念。
二、什么是左闭右开？
如何理解开闭区间
开闭区间是一个数学概念，开区间使用符号小括号表示，闭区间使用符号中括号表示。闭区间包含了两个端点，而开区间则不包含两个端点。
示例：
一共四种情况：
(a,b)：区间范围内，不包含a和b
[a,b]：区间范围内，包含a，也包含b
(a,b]：区间范围内，不包含a，包含b
[a,b)：区间范围内，包含a，不包含b
如何理解左闭右开
左闭右开是一种区间表示方式，例如在整数上[3,6)表示3，4，5三个数。闭代表取值取到那个数，开代表取值取不到那个数。通常我们在程序中常听到的概念是左闭右开，也就是含左不含右，最常用的就是C++中的迭代器它采取的就是左闭右开策略。
左闭右开的好处
对于一个左闭右开区间[l，r)来说：
能表示单独一个数
若区间内只有一个数我们可以用像[1，2)表示1，注意[x,x]不符合数学上区间的定义(左区间比右区间大)便于统计区间内个数
r 减 l 正好是区间内元素的个数，对于左闭右闭区间来说 r-l+1 才是区间内元素便于表示空集
空集可以用[x，x)表示便于切割区间
例如我们要在区间内找到一个切割点 x，并把 x 左边归为一个区间，x 和 x 右边归为一个区间则切割后的区间就可以用 [l，x) 和 [x，r) 表示和数组下标相匹配
对于一个从0开始的长度为n的数组来说，[0，n）正好表示这个数组的所有下标，如果用闭区间则要用[0，n-1]来表示
三、iterator迭代器中的左闭右开原则
原理理解
在C++中，容器（如string, vector, set, map等）的迭代器都遵循左闭右开的原则。也就是说，对于任何容器c，c.begin()返回的迭代器指向容器的第一个元素，而c.end()返回的迭代器指向容器的“尾后”元素，也就是最后一个元素的下一个位置。
所以，c.end()不指向任何有效元素，不能解引用得到元素，通常只作为范围结束的标志。
例如，下面的代码是遍历一个vector的标准方法：
int main()
{
vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5 };
vector<int>::iterator it = v1.begin();
while (it != v1.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
return 0;
}
在这个例子中，v.begin()返回的迭代器指向第一个元素1，v.end()返回的迭代器指向尾后位置。我们一直迭代到it等于v.end()时停止，这时it已经不再指向任何有效元素。这就是左闭右开原则在C++容器中的应用。
应用
根据上面原则的理解，我们可以得出结论：在任何容器中（如string, vector, set, map等），只要调用的函数应用了iterator迭代器，它就会遵循左闭右开原则。
下面我们将会以常见的reverse反转函数在string容器中举例验证左闭右开原则
根据左闭右开原则，进行反转字符串
int main()
{
string s("hello !!");
// 满足左闭右开原则
reverse(s.begin(), s.begin() + 5);
cout << s << endl;
}
根据上面的图例，我们发现在 reverse(s.begin() , s.begin()+5 ) 中 ，满足左闭右开原则，[begin , begin+5) ，实际反转的只有下标为 0 - 4 的 hello
四、常考面试题
题目：反转字符串中的单词
链接：反转字符串中的单词
class Solution {
public:
string reverseWords(string s) {
size_t i = 0;
size_t size = s.size();
while (i < size)
{
size_t bs = s.find(' ', i);
if (bs != string::npos)
{
// 满足左闭右开的原则
reverse(s.begin() + i, s.begin() + bs);
i = bs + 1;
}
else
{
reverse(s.begin()+ i, s.end());
break;
}
}
return s;
}
};
五、总结
本文详细介绍了C++迭代器的左闭右开原则，从数学概念到实际应用，层层递进，帮助读者深入理解这一重要概念。希望本文能帮助读者更好地掌握C++编程技巧。