【C++】STL 容器 - vector 动态数组容器 ⑦ ( 迭代器 iterator 基本原理 | 迭代器 iterator 分类 | 双向迭代器 | 随机访问迭代器|迭代器正向遍历与逆向遍历 )

╰半橙微兮° 2024-02-05 17:16 165阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、 迭代器 iterator 基本原理
 *   *  1、迭代器 iterator 作用
     *  2、迭代器 iterator 分类
     *  3、双向迭代器
     *  4、随机访问迭代器
 *  二、 迭代器 iterator 正向遍历与逆向遍历
 *   *  1、迭代器正向遍历与逆向遍历
     *  2、使用迭代器正向遍历 vector 容器
     *  3、使用迭代器反向遍历 vector 容器

## 一、 迭代器 iterator 基本原理 ##

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### 1、迭代器 iterator 作用 ###

**迭代器作用 :** 迭代器 iterator 对象 , 可以用于遍历 STL 容器元素 ;

迭代器 对象 类似于 指针 , 指向 STL 容器中的一个特定位置 , 可以通过 \* 运算符 解引用 迭代器对象 , 以 获取 STL 容器中的元素 ;

迭代器 类 中 , 提供了一系列的 成员函数 , 用于 遍历访问 STL 容器 中的元素 ;

### 2、迭代器 iterator 分类 ###

**迭代器 iterator 分类 :**

*  **输入迭代器 :** 又称为 " 只读迭代器 " , 只能读取 STL 容器中的元素 , 不能修改 容器中的 元素内容 ; 它们只能单向移动 , 即从前往后移动 ; 如 : `std::istream_iterator` 就是一个 输入迭代器 , 它可以从输入流中读取元素 ;
 *  **输出迭代器 :** 又称为 " 只写迭代器 " , 该迭代器只能向容器中写入元素 , 单次写入一个元素, 并向前移动 , 只支持一次遍历算法 , 即 : 迭代器 创建后 只能遍历一次 STL 容器 ;
 *  **正向迭代器 :** 这种类型的迭代器也可以用于读取 STL 容器中的元素 , 但也可以修改它们 ; 该迭代器只能单向移动 , 即只能从前往后遍历容器中的元素 ;
 *  **双向迭代器 :** 这种类型的迭代器可以双向移动 , 即可以从前往后 , 也可以从后往前 ; 双向迭代器可以用于读取和修改元素 ; 如 : `std::vector` 和 `std::deque` 容器提供双向迭代器 ;
 *  **随机访问迭代器 :** 这是最强大的迭代器类型 , 它 提供了随机访问的能力 , 可以在任何位置进行快速的插入和删除操作 ; 这种类型的迭代器可以用于读取和修改元素 ; 如 : `std::vector` 和 `std::array` 容器提供随机访问迭代器 ;

### 3、双向迭代器 ###

**双向迭代器 :** 这种类型的迭代器可以双向移动 , 即可以从前往后 , 也可以从后往前 ; 双向迭代器可以用于读取和修改元素 ; 如 : `std::vector` 和 `std::deque` 容器提供双向迭代器 ;

**双向迭代器 支持的操作 :**

*  **++iterator :** 将迭代器向前移动一个位置 ;
 *  **–iterator :** 将迭代器向后移动一个位置 ;
 *  **iterator1 == iterator2 :** 比较两个迭代器是否相等 ;
 *  **iterator1 != iterator2 :** 比较两个迭代器是否不相等 ;
 *  \***iterator :** 解引用 , 获取迭代器指向 容器 位置的元素 ;
 *  **iterator1 == iterator2 :** 迭代器赋值 , 将 iterator2 的值赋值给 iterator1 ;

**支持双向迭代器的 STL 容器 :**

*  **list**
 *  **set**
 *  **multiset**
 *  **map**
 *  **multimap**

### 4、随机访问迭代器 ###

**随机访问迭代器 :** 这是最强大的迭代器类型 , 它 提供了随机访问的能力 , 可以在任何位置进行快速的插入和删除操作 ; 这种类型的迭代器可以用于读取和修改元素 ; 如 : `std::vector` 和 `std::array` 容器提供随机访问迭代器 ;

**随机访问迭代器 支持的操作 :**

上面是双向迭代器的操作 , 随机访问迭代器都支持 , 在上述基础上还支持如下操作 :

*  **迭代器算术计算 :** iterator += i , iterator -= i , iterator + i ;
 *  **根据下标访问迭代器 :** iterator \[i\] ;
 *  **迭代器比较 :** iterator1<iterator2, iterator1<=iterator2, iterator1>iterator2, iterator1>=iterator2;

**支持 随机访问迭代器的 STL 容器 :**

*  **vector**
 *  **deque**

## 二、 迭代器 iterator 正向遍历与逆向遍历 ##

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### 1、迭代器正向遍历与逆向遍历 ###

**使用 begin() 函数 , 可以获取 正向迭代器 的首元素迭代器 ,**

**使用 end() 函数 , 可以获取 正向迭代器 的 指向尾部元素的后一个位置的迭代器 ;**

![在这里插入图片描述][2e36a02ecd384eca8da519f085202a7b.png]

**使用 rbegin() 函数 , 可以获取 正向迭代器 的 尾部元素迭代器 ,**

**使用 rend() 函数 , 可以获取 正向迭代器 的 指向 首元素的前一个位置的迭代器 ;**

### 2、使用迭代器正向遍历 vector 容器 ###

使用 迭代器 遍历 vector 容器 ,

**首先 ,** 获取 起始范围 迭代器 , std::vector<int> 类型的容器 , 其迭代器类型是 vector<int>::iterator , 调用 vector 类的 begin() 函数 , 可获取 指向容器中 第一个元素的迭代器 ;

vector<int>::iterator it = vec.begin();

**然后 ,** 获取 迭代器 指向元素的内容 , 使用 \* 操作符 , 实际上调用的是 重载 \* 运算符函数 ;

*it

**再后 ,** 对 迭代器 进行自增操作 , 自增 ++ 操作实际上调用的是 重载 ++ 运算符函数 , 用于递增迭代器 , 执行完毕后 , 迭代器指向下一个元素 ;

it++

**最后 ,** 判定迭代器 是否迭代到了 容器末尾 , 调用 vector 类的 end() 函数 , 可获取 指向容器中 最后一个元素的迭代器 , 判断当前的迭代器值 是否等于 最后一个元素 后面一个位置 的迭代器值 , 如果 不等于 继续迭代 , 如果等于 停止迭代 ;

it != vec.end();

**代码示例 :**

#include "iostream"
    using namespace std;
    #include "vector"
    
    int main() {
        
    
        // 创建空的 vector 容器
        std::vector<int> vec{
        1, 2, 3};
    
        // 遍历打印 vector 容器的内容 
        for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
        
            std::cout << vec[i] << ' ';
        }
        std::cout << std::endl;
    
        // 通过迭代器遍历数组
        for (vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) {
        
            std::cout << *it << ' ';
        }
        std::cout << std::endl;
    
    	
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    
    	return 0;
    };

**执行结果 :**

1 2 3  
1 2 3  
Press any key to continue . . .

![在这里插入图片描述][96a028407e49470594b198c9a726b966.png]

### 3、使用迭代器反向遍历 vector 容器 ###

使用 迭代器 遍历 vector 容器 ,

**首先 ,** 获取 起始范围 迭代器 , std::vector<int> 类型的容器 , 其迭代器类型是 vector<int>::iterator , 调用 vector 类的 rbegin() 函数 , 可获取 指向容器中 最后一个元素的迭代器 ;

vector<int>::reverse_iterator rit = vec.rbegin();

**然后 ,** 获取 迭代器 指向元素的内容 , 使用 \* 操作符 , 实际上调用的是 重载 \* 运算符函数 ;

*rit

**再后 ,** 对 迭代器 进行自增操作 , 自增 ++ 操作实际上调用的是 重载 ++ 运算符函数 , 用于递增迭代器 , 执行完毕后 , 迭代器指向下一个元素 ;

rit++

**最后 ,** 判定迭代器 是否迭代到了 容器末尾 , 调用 vector 类的 rend() 函数 , 可获取 指向容器中 第一个元素 前方一个位置 的迭代器 , 判断当前的迭代器值 是否等于 该迭代器值 , 如果 不等于 继续迭代 , 如果等于 停止迭代 ;

rit != vec.rend();

**代码示例 :**

#include "iostream"
    using namespace std;
    #include "vector"
    
    int main() {
        
    
        // 创建空的 vector 容器
        std::vector<int> vec{
         1, 2, 3 };
    
        // 通过迭代器逆向遍历数组
        for (vector<int>::reverse_iterator rit = vec.rbegin(); rit != vec.rend(); rit++) {
        
            std::cout << *rit << ' ';
        }
        std::cout << std::endl;
    
    
        // 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
        system("pause");
    
        return 0;
    };

**执行结果 :**

3 2 1  
Press any key to continue . . .

![在这里插入图片描述][e6c5fdc81da54debbe15ae5de356badd.png]

[2e36a02ecd384eca8da519f085202a7b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/d453822decc54f60a1c6d3cd0146b77e.png
[96a028407e49470594b198c9a726b966.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/f68d3f0dac3348d59e6eca7ee70f3aac.png
[e6c5fdc81da54debbe15ae5de356badd.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/2fa8d5fc720b4021b0335331534b211a.png