什么是迭代器？

一、什么是迭代器？

简单来说，迭代器就是用来遍历容器的。

举个栗子：对于int型数组除了用下标访问，还可以通过指针访问，实际上迭代器就是对指针进行了封装。

通过代码了解一下，自己实现简单的迭代器：

#include
#include  
using namespace std;
void show(int* begin, int* end)//自己写的输出函数
{
  while (begin != end)
  {
    cout << *begin << " ";
    begin++;
  }
}
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,68,5,2,14,5,8,4,5,8,2,5,4,5,65,9 };
  int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//求出数组元素个数
  //指针访问
  int* begin = arr;
  int* end = arr + len;
  show(begin, end);//在容器中，begin，和end就是迭代器，底层封装了指针


  while (1);
  return 0;
}

当我们把show函数编程模板函数之后，就可以输出任意类型的数组了：

template

通过这个例子我们知道了，可以通过迭代器实现算法和容器的分离(show函数可以适配不同类型的数组)。所以说迭代器是一个很强的东西~大家好好学哈

二、迭代器类别

STL 标准库为每一种标准容器定义了一种迭代器类型，这意味着，不同容器的迭代器也不同，其功能强弱也有所不同。

常用的迭代器按功能强弱分为输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器 5 种

输入迭代器 ：也有叫法称之为“只读迭代器”，它从容器中读取元素，只能一次读入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输入迭代器不能两遍遍历一个序列。

输出迭代器 ：也有叫法称之为“只写迭代器”，它往容器中写入元素，只能一次写入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输出迭代器不能两遍遍历一个序列。

正向迭代器 ：组合输入迭代器和输出迭代器的功能，还可以多次解析一个迭代器指定的位置，可以对一个值进行多次读/写。

双向迭代器 ：组合正向迭代器的功能，还可以通过++操作符向后移动位置。

随机访问迭代器 ：组合双向迭代器的功能，还可以向前向后跳过任意个位置，可以直接访问容器中任何位置的元素。

迭代器的操作

迭代器	操作
所有迭代器	it++、++it
输入迭代器	*it、it1=it2、it1==it2、it1！=it2
输出迭代器	*it、it1=it2
正向迭代器	提供输入输出迭代器的所有功能
双向迭代器	it--、--it
随机迭代器	+=、-=、+、-、[]、<、<=、>、>=

不同容器所支持的迭代器类型表

容器	对应迭代器类型
array	随机访问迭代器
vector	随机访问迭代器
deque	随机访问迭代器
list	双向迭代器
set / multiset	双向迭代器
map / multimap	双向迭代器
forward_list	前向迭代器
unordered_map / unordered_multimap	前向迭代器
unordered_set / unordered_multiset	前向迭代器
stack	不支持迭代器
queue	不支持迭代器

三、基本实现

前面我们说过迭代器实质上就是封装的指针，那么怎么封装的呢？

还是看代码吧~

#include
using namespace std;


class MyIterator
{
public:
  MyIterator(int* ptr) :_ptr(ptr) {}
  int* operator++()//模仿指针前置++操作
  {
    _ptr++;
    return _ptr;
  }
  int& operator*()//模仿对指针的取值操作
  {
    return *_ptr;
  }
  bool operator!=(MyIterator end)//模仿指针的比较
  {
    return _ptr != end._ptr;
  }
private:
  int* _ptr;
};
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,68,5,2,14,5,8,4,5,8,2,5,4,5,65,9 };
  int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  //模拟迭代器访问
  MyIterator begin = arr;
  MyIterator end = arr + len;
  for (begin; begin != end; ++begin)
  {
    cout << *begin << " ";
  }
  while (1);
  return 0;
}

把指针封装到类里面，这样就可以轻松使用了，不用担心出现乱七八糟的问题。

但是，细心的同学会发现，操作的时候是不用指针了，直接操作迭代器就行，但是赋值的时候还是指针呀~这可咋解决呢？

不要着急，请听我娓娓道来~我们可以把赋值的指针再封装一层，直接返回一个迭代器。不过这里的任务就比较庞大了，

首先 ，需要把数组用类封装（自己实现简单的vector）；

然后 ，把我们刚刚写好的迭代器类稍加修改，放到类中（迭代器是一个类中类）;

最后 ，直接把数组的首地址，和最后一个元素的下一个位置分别封装成返回迭代器的begin()和end()函数

直接上代码：

template<typename Data>
class Vector
{
public:
    Vector() :_Array(nullptr), _curSize(0), _capacity(0) {}
    Vector(int size) :_curSize(0), _capacity(size)
    {
        _Array = new Data[size];
    }
    void push_back(Data elem)//插入元素
{
        if (_curSize < _capacity)
        {
            _Array[_curSize] = elem;
            _curSize++;
            return;
        }
    }
    Data& operator[](int index)//提供下标法访问元素
    {
        if (index >= 0 && index < _capacity)
        {
            return _Array[index];
        }
        cout << "数组访问越界" << endl;
    }
    ~Vector()
    {
        delete[] _Array;
    }
public://实现迭代器
    class iterator
    {
    public:
        iterator() :_ptr(nullptr) {}
        iterator(Data* ptr) :_ptr(ptr) {}
        iterator(const iterator& it)
        {
            this->_ptr = it._ptr;
        }
        ~iterator() {}
        iterator operator=(iterator it)
        {
            this->_ptr = it._ptr;
            return *this;
        }
        bool operator!=(iterator it)
        {
            return _ptr != it._ptr;
        }
        iterator operator++(int)
        {
            iterator temp = *this;
            _ptr++;
            return temp;
        }
        Data& operator*()
        {
            return *_ptr;
        }
        Data* operator->()
        {
            return _ptr;
        }
    private:
        Data* _ptr;
    };
    //提供用于迭代的begin和end函数，这两个函数一定要放在迭代器类的后面
    iterator begin()   //返回数组首地址
{
        iterator t(_Array);
        return t;
    }
    iterator end()//返回数组，最后一个元素的一下一个位置的地址
{
        iterator t(&_Array[_curSize]);
        return t;
    }
private:
    Data* _Array;//数组指针
    int _curSize;//数组当前元素大小
    int _capacity;//数组最大容量
};

代码测试：

void Test()
{
  Vector<int> vec(10);
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    vec.push_back(i);
  }
  //能通过迭代器访问嘛？不能，要自己实现迭代器之后才能使用
  for (Vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
  {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

ok，完美~