C++ 迭代器
C++ 迭代器
迭代器用于访问和遍历数据结构（向量、集合 等）的元素，通过"指向"它们来实现。
之所以称之为"迭代器"，是因为"迭代"是循环的技术术语。
要遍历一个向量，请看以下示例：
示例
// 创建一个名为 cars 的向量，用于存储字符串。
vector<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
// 创建一个名为 it 的向量迭代器
vector<string>::iterator it;
// 使用迭代器遍历向量
for (it = cars.begin(); it != cars.end(); ++it) {
cout << *it << "";
}
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示例详解
- 首先，我们创建一个字符串向量来存储不同汽车制造商的名称。
- 然后，我们创建一个名为
it的"向量迭代器"，我们将使用它来遍历该向量。 - 接下来，我们使用
for循环，通过迭代器遍历向量。迭代器（it）指向向量（cars.begin()）中的第一个元素，只要it不等于cars.end()，循环就会继续。 - 递增运算符 (
++it) 将迭代器移动到向量中的下一个元素。 - 解引用运算符 (
*it) 访问迭代器指向的元素。
注意：迭代器的类型必须与其要迭代的数据结构类型匹配（在本例中为string）
什么是 begin() 和 end()？
begin() 和 end() 是 属于数据结构 的函数，例如 向量 和 列表。它们 不属于迭代器 本身。相反，它们与迭代器一起使用，用于访问和遍历这些数据结构的元素。
begin()返回一个指向数据结构第一个元素的迭代器。end()返回一个指向最后一个元素之后位置的迭代器。
为了理解它们的工作原理，我们继续以向量为例：
vector<string> cars
= {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
vector<string>::iterator it;
开始示例
begin() 指向向量中的第一个元素（索引 0，即"Volvo"）：
要指向第二个元素（BMW），您可以写cars.begin() + 1：
当然，这也意味着您可以使用 cars.begin() + 2 指向第三个元素：
示例结束
end() 指向向量中最后一个元素之后的一个位置（这意味着它并不指向实际的元素，而是表示这是向量的末尾）。
所以，要使用 end() 指向 cars 向量中的最后一个元素（Mazda），可以使用 cars.end() - 1：
为什么我们说"指向"？
迭代器类似于"指针"，它们指向数据结构中的元素，而不是从中返回值。它们指向一个特定的位置，提供了一种在需要时访问和修改值的方法，而无需复制该值。例如：
示例
// 指向向量中的第一个元素
it = cars.begin();
//
Modify the value of the first element
*it = "Tesla";
// Volvo is now
Tesla
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auto 关键字
在 C++ 11 及更高版本中，您可以使用 auto 关键字，而无需显式声明和指定迭代器的类型。
auto关键字允许编译器自动确定正确的数据类型，从而简化代码并提高可读性：
而不是这样：
vector<string>::iterator it = cars.begin();
在上面的例子中，编译器根据 cars.begin() 的返回类型来确定 it 的类型。即 vector<string>::iterator。
auto关键字在for循环中也有效：
for (auto it = cars.begin(); it != cars.end(); ++it) {
cout << *it
<< "
";
}
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For-Each 循环 vs. 迭代器
您可以使用 for-each 循环来遍历数据结构中的元素，如下所示：
示例
// 创建一个名为 cars 的向量，用于存储字符串。
vector<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
// Print vector elements
for (string car : cars) {
cout << car << "
";
}
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当只是读取元素而不需要修改它们时，foreach 循环比迭代器更简洁明了。
但是，当需要在迭代过程中添加、修改或删除元素，反向迭代，或跳过某些元素时，则应该使用迭代器。
示例
// 创建一个名为 cars 的向量，用于存储字符串。
vector<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
// 遍历向量元素
for (auto it = cars.begin(); it != cars.end(); ) {
if (*it == "BMW")
{
it = cars.erase(it); // Remove the BMW element
} else {
++it;
}
}
// Print vector elements
for (const
string& car : cars) {
cout << car << "
";
}
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反向迭代
要反向迭代，可以使用 rbegin() 和 rend() 代替 begin() 和 end()：
遍历其他数据结构
迭代器非常适合代码重用，因为您可以使用相同的语法遍历向量、列表、双端队列、集合和映射：
列表示例
// 创建一个名为 cars 的列表，用于存储字符串。
list<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
// 使用迭代器遍历列表
for (auto it = cars.begin(); it != cars.end(); ++it) {
cout << *it << "";
}
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双端队列示例
// 创建一个名为 cars 的双端队列，用于存储字符串。
deque<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
// 使用迭代器遍历双端队列
for (auto it = cars.begin(); it != cars.end(); ++it) {
cout << *it << "";
}
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举例说明
// 创建一个名为 cars 的集合，用于存储字符串。
set<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
// 使用迭代器遍历集合
for (auto it = cars.begin(); it != cars.end(); ++it) {
cout << *it << "
";
}
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映射示例
// 创建一个用于存储字符串和整数的映射表。
map<string, int> people = { {"John", 32}, {"Adele", 45}, {"Bo", 29} };
// 使用迭代器遍历映射
for (auto it = people.begin(); it != people.end(); ++it) {
cout << it->first << " is: " << it->second << "";
}
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算法
迭代器的另一个重要特性是它们可以与不同的算法函数一起使用，例如 sort() 和 find()（位于
例如，sort() 函数接受迭代器（通常由 begin() 和 end() 返回）作为参数，以从头到尾对数据结构中的元素进行排序。
在这个例子中，由于元素是字符串，所以它们按字母顺序排序：
示例
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm> // Include the <algorithm> library
using namespace std;
int main() {
// 创建一个名为 cars 的向量，用于存储字符串。
vector<string> cars = {"Volvo", "BMW", "Ford", "Mazda"};
// 按字母顺序排列汽车
sort(cars.begin(), cars.end());
// 按字母顺序打印汽车
for (string car : cars) {
cout << car << "
";
}
return 0;
}
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在这个例子中，由于元素都是整数，所以它们是按数值排序的。
示例
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main() {
// 创建一个名为 numbers 的向量，用于存储整数。
vector<int> numbers = {1, 7, 3, 5, 9, 2};
// 按数字排序
sort(numbers.begin(), numbers.end());
for (int num : numbers) {
cout << num << "
";
}
return 0;
}
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要反转顺序，您可以使用 rbegin() 和 rend() 代替 begin() 和 end()：
示例
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main() {
// 创建一个名为 numbers 的向量，用于存储整数。
vector<int> numbers = {1, 7, 3, 5, 9, 2};
// 按数值大小逆序排列数字
sort(numbers.rbegin(), numbers.rend());
for (int num : numbers) {
cout << num << "
";
}
return 0;
}
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