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迭代器
2013-03-17 | 阅:  转:  |  分享 
  
.迭代器(iterator)是一中检查容器内元素并遍历元素的数据类型。(1)每种容器类型都定义了自己的迭代器类型,如vector:vector::iteratoriter;这条语句定义了一个名为iter的变量,它的数据类型是由vector定义的iterator类型。(2)使用迭代器读取vector中的每一个元素:vectorivec(10,1);for(vector::iteratoriter=ivec.begin();iter!=ivec.end();++iter){iter=2;//使用访问迭代器所指向的元素}const_iterator:只能读取容器中的元素,而不能修改。for(vector::const_iteratorciter=ivec.begin();citer!=ivec.end();citer++){cout<::const_iterator和constvector::iterator的区别constvector::iteratornewiter=ivec.begin();newiter=11;//可以修改指向容器的元素//newiter++;//迭代器本身不能被修改(3)iterator的算术操作:iterator除了进行++,--操作,可以将iter+n,iter-n赋给一个新的iteraor对象。还可以使用一个iterator减去另外一个iterator.constvector::iteratornewiter=ivec.begin();vector::iteratornewiter2=ivec.end();cout<<"\n"<2#include34usingnamespacestd;56intmain(){7vectorivec;8ivec.push_back(1);9ivec.push_back(2);10ivec.push_back(3);11ivec.push_back(4);1213for(vector::iteratoriter=ivec.begin();1.iter!=ivec.end();++iter)14cout<
inputoutput\/forward|bidirectional|randomaccess图1、五种迭代器之间的关系vector和deque提供的是RandomAccessIterator,list提供的是BidirectionalIterator,set和map提供的iterators是ForwardIterator,关于STL中iterator迭代器的操作如下:说明:每种迭代器均可进行包括表中前一种迭代器可进行的操作。迭代器操作说明(1)所有迭代器p++后置自增迭代器++p前置自增迭代器(2)输入迭代器p复引用迭代器,作为右值p=p1将一个迭代器赋给另一个迭代器p==p1比较迭代器的相等性p!=p1比较迭代器的不等性(3)输出迭代器p复引用迭代器,作为左值p=p1将一个迭代器赋给另一个迭代器(4)正向迭代器提供输入输出迭代器的所有功能(5)双向迭代器--p前置自减迭代器p--后置自减迭代器(6)随机迭代器p+=i将迭代器递增i位p-=i将迭代器递减i位p+i在p位加i位后的迭代器p-i在p位减i位后的迭代器p[i]返回p位元素偏离i位的元素引用pp1如果迭代器p的位置在p1后,返回true,否则返回falsep>=p1p的位置在p1的后面或同一位置时返回true,否则返回false只有顺序容器和关联容器支持迭代器遍历,各容器支持的迭代器的类别如下:容器支持的迭代器类别容器支持的迭代器类别容器支持的迭代器类别vector随机访问deque随机访问list双向set双向multiset双向map双向multimap双向stack不支持queue不支持priority_queue不支持二、结构Iterator模式的结构如下图所示:

图2、Iterator模式类图示意三、应用Iterator模式有三个重要的作用:1)它支持以不同的方式遍历一个聚合.复杂的聚合可用多种方式进行遍历,如二叉树的遍历,可以采用前序、中序或后序遍历。迭代器模式使得改变遍历算法变得很容易:仅需用一个不同的迭代器的实例代替原先的实例即可,你也可以自己定义迭代器的子类以支持新的遍历,或者可以在遍历中增加一些逻辑,如有条件的遍历等。2)迭代器简化了聚合的接口.有了迭代器的遍历接口,聚合本身就不再需要类似的遍历接口了,这样就简化了聚合的接口。3)在同一个聚合上可以有多个遍历每个迭代器保持它自己的遍历状态,因此你可以同时进行多个遍历。4)此外,Iterator模式可以为遍历不同的聚合结构(需拥有相同的基类)提供一个统一的接口,即支持多态迭代。简单说来,迭代器模式也是Delegate原则的一个应用,它将对集合进行遍历的功能封装成独立的Iterator,不但简化了集合的接口,也使得修改、增加遍历方式变得简单。从这一点讲,该模式与Bridge模式、Strategy模式有一定的相似性,但Iterator模式所讨论的问题与集合密切相关,造成在Iterator在实现上具有一定的特殊性,具体将在示例部分进行讨论。四、优缺点正如前面所说,与集合密切相关,限制了Iterator模式的广泛使用,就个人而言,我不大认同将Iterator作为模式提出的观点,但它又确实符合模式“经常出现的特定问题的解决方案”的特质,以至于我又不得不承认它是个模式。在一般的底层集合支持类中,我们往往不愿“避轻就重”将集合设计成集合+Iterator的形式,而是将遍历的功能直接交由集合完成,以免犯了“过度设计”的诟病,但是,如果我们的集合类确实需要支持多种遍历方式(仅此一点仍不一定需要考虑Iterator模式,直接交由集合完成往往更方便),或者,为了与系统提供或使用的其它机制,如STL算法,保持一致时,Iterator模式才值得考虑。五、举例可以考虑使用两种方式来实现Iterator模式:内嵌类或者友元类。通常迭代类需访问集合类中的内部数据结构,为此,可在集合类中设置迭代类为friendclass,但这不利于添加新的迭代类,因为需要修改集合类,添加friendclass语句。也可以在抽象迭代类中定义protected型的存取集合类内部数据的函数,这样迭代子类就可以访问集合类数据了,这种方式比较容易添加新的迭代方式,但这种方式也存在明显的缺点:这些函数只能用于特定聚合类,并且,不可避免造成代码更加复杂。STL的list::iterator、deque::iterator、rbtree::iterator等采用的都是外部Iterator类的形式,虽然STL的集合类的iterator分散在各个集合类中,但由于各Iterator类具有相同的基类,保持了相同的对外的接口(包括一些traits及tags等,感兴趣者请认真阅读参考1、2),从而使得它们看起来仍然像一个整体,同时也使得应用algorithm成为可能。我们如果要扩展STL的iterator,也需要注意这一点,否则,我们扩展的iterator将可能无法应用于各algorithm。以下是一个遍历二叉树的Iterator的例子,为了方便支持多种遍历方式,并便于遍历方式的扩展,其中还使用了Strategy模式(见笔记21):(注:1、虽然下面这个示例是本系列所有示例中花费我时间最多的一个,但我不得不承认,它非常不完善,感兴趣的朋友,可以考虑参考下面的参考材料将其补充完善,或提出宝贵改进意见。2、我本想考虑将其封装成与STL风格一致的形式,使得我们遍历二叉树必须通过Iterator来进行,但由于二叉树在结构上较线性存储结构复杂,使访问必须通过Iterator来进行,但这不可避免使得BinaryTree的访问变得异常麻烦,在具体应用中还需要认真考虑。3、以下只提供了Inorder<中序>遍历iterator的实现。)



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(本文系暖风醉伊人首藏)