【C++】深入理解迭代器（Iterator）

【C++】深入理解迭代器（Iterator）

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/2201_75539691/article/details/145014269

博客主页：[小ᶻ☡꙳ᵃⁱᵍᶜ꙳]*本文专栏:C++*

文章目录

• 💯前言
• 💯什么是迭代器？
• 迭代器与指针的比较
• 💯std::string 中的迭代器
• 示例代码与图示分析
• 运行结果：
• 图示说明：
• 小提示
• 💯正序遍历与逆序遍历
• 正序遍历
• 示例代码
• 运行结果
• 逆序遍历
• 示例代码
• 运行结果
• 注意
• 💯修改字符串内容
• 示例代码
• 运行结果
• 解释
• 💯拓展：迭代器的更多功能
• 迭代器类型
• 常用 STL 算法与迭代器
• 示例：查找特定字符
• 💯小结

💯前言

• C++ 是一门功能强大的编程语言，其标准库（STL, Standard Template Library）提供了多种高效的工具来处理数据。其中，迭代器（Iterator）是一种极为重要的工具，可以帮助开发者优雅地操作容器，遍历、访问和修改数据。迭代器的作用类似于指针，但比指针更强大和灵活。本文将以
  std::string
  为例，结合代码和图示，从基本概念到实际应用，带领读者深入理解 C++ 中迭代器的核心功能和用法。
  C++ 参考手册

💯什么是迭代器？

迭代器（Iterator）是 C++ 标准模板库中的一种对象，专为遍历容器中的元素而设计。它的工作方式类似于指针，但具备更多功能。
迭代器的主要特点包括：

• 抽象化：通过统一的接口操作不同类型的容器（如
  vector
  、
  string
  、
  list
  等）。
• 灵活性：支持顺序遍历、逆序遍历，以及访问和修改容器中的元素。
• 安全性：迭代器相比裸指针更安全，更符合现代 C++ 的编程规范。
  在迭代器的使用过程中，特别需要注意访问迭代器指向的值时必须解引用（

• 操作符）。

迭代器与指针的比较

迭代器和指针有许多相似之处，例如它们都可以通过递增（
++
）、递减（

）、解引用（

• ）来访问和操作数据。但是，迭代器是针对容器设计的，它们具有更强的抽象能力，可以屏蔽容器的底层实现，从而使代码更通用和易维护。

💯

std::string
中的迭代器
C++ 中的
std::string
提供了多种迭代器，用于遍历字符串中的字符和修改字符串的内容。下面是我们将重点讨论的两个基本方法：

begin()
：返回指向字符串第一个字符的迭代器。

end()
：返回指向字符串最后一个字符的下一个位置的迭代器。

示例代码与图示分析

让我们通过具体的代码和图示来理解
begin()
和
end()
的用法。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    string::iterator it1 = s.begin();
    string::iterator it2 = s.end();
    cout << (it1 < it2) << endl;
    cout << it1 - it2 << endl;
}

运行结果：

1
-6

图示说明：

+---+---+---+---+---+---+---+
| a | b | c | d | e | f | \0|
+---+---+---+---+---+---+---+
^                       ^
it1                     it2

小提示：

• 迭代器的比较运算符（如 <）可以用来判断两个迭代器是否指向同一个位置。
• 迭代器的减法运算符（如 -）可以用来计算两个迭代器之间的距离。

💯正序遍历与逆序遍历

正序遍历

示例代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    for (string::iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
        cout << *it << endl;
    }
}

运行结果：

a
b
c
d
e
f

逆序遍历

示例代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    for (string::reverse_iterator it = s.rbegin(); it != s.rend(); ++it) {
        cout << *it << endl;
    }
}

运行结果：

f
e
d
c
b
a

注意：

• 逆序遍历使用的是 reverse_iterator 类型，而不是普通的 iterator 类型。
• rbegin() 返回指向字符串最后一个字符的迭代器，rend() 返回指向字符串第一个字符的前一个位置的迭代器。

💯修改字符串内容

示例代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    for (string::iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
        *it = 'X';
    }
    cout << s << endl;
}

运行结果：

XXXXXX

解释：

• 通过解引用迭代器（*it），可以直接修改字符串中的字符。

💯拓展：迭代器的更多功能

迭代器类型

C++ 标准库提供了多种迭代器类型，包括：

• InputIterator：只能向前读取数据。
• OutputIterator：只能向前写入数据。
• ForwardIterator：支持向前遍历和多次读取。
• BidirectionalIterator：支持双向遍历。
• RandomAccessIterator：支持随机访问。

常用 STL 算法与迭代器

许多 STL 算法都使用迭代器作为参数，例如：

• find()：查找特定元素。
• sort()：排序容器中的元素。
• copy()：复制容器中的元素。

示例：查找特定字符

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm> // 包含 find 函数
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    string::iterator it = find(s.begin(), s.end(), 'c');
    if (it != s.end()) {
        cout << "Found 'c' at position: " << distance(s.begin(), it) << endl;
    } else {
        cout << "'c' not found" << endl;
    }
}

运行结果：

Found 'c' at position: 2

💯小结

迭代器是 C++ 标准库中一个非常重要的概念，它提供了一种统一的方式来遍历和操作容器中的元素。通过迭代器，开发者可以编写更安全、更灵活的代码。掌握迭代器的使用对于学习和使用 C++ 标准库至关重要。