[C++知识库]C++迭代器（iterator）

什么是迭代器（iterator）

迭代器（iterator）是一种可以遍历容器元素的数据类型。迭代器是一个变量，相当于容器和操纵容器的算法之间的中介。C++更趋向于使用迭代器而不是数组下标操作，因为标准库为每一种标准容器（如vector、map和list等）定义了一种迭代器类型，而只有少数容器（如vector）支持数组下标操作访问容器元素。可以通过迭代器指向你想访问容器的元素地址，通过*x打印出元素值。这和我们所熟知的指针极其类似。

C语言有指针，指针用起来十分灵活高效。
C++语言有迭代器，迭代器相对于指针而言功能更为丰富。

vector，是数组实现的，也就是说，只要知道数组的首地址，就能访问到后面的元素。所以，我们可以通过访问vector的迭代器来遍历vector容器元素。
List，是链表实现的，我们知道，链表的元素都存储在一段不是连续的地址空间中。我们需要通过next指针来访问下一个元素。那么，我们也可以通过访问list的迭代器来实现遍历list容器元素。

由此可见，迭代器和容器是密不可分的、紧密相连的的关系。不同的容器，它们的迭代器也是不同的，但是它们的迭代器功能是一样的。假如没有迭代器，由于vector和list容器的存储特点，你需要两种算法去实现遍历vector和list容器的功能，复杂且低效。有了迭代器，遍历容器的效率会大大提高。

迭代器（iterator）的使用

容器都有成员begin和end，其中begin成员复制返回指向第一个元素的迭代器（用*迭代器打印出元素值），而end成员返回指向容器尾元素的下一个位置的迭代器，它是一个不存在的元素位置。

所以如果你想遍历容器（vector）元素的话，一般这样写

for( it = vector.begin(); it != vector.end(); it++ )
	cout<<*it<<endl;

vector容器的迭代器定义

std::vector<int> ::iterator it;     //it能读写vector<int>的元素
std::vector<int>::const_iterator it;//it只能读vector<int>的元素，不可以修改vector<int>中的元素

map容器的迭代器定义

map<char,string>::iterator it;      //it能读写map<char,string>的元素
map<char,string>::const_iterator it;//it只能读map<char,string>的元素，不可以修改map<char,string>中的元素

list容器的迭代器定义

list<int>::iterator it;      //it能读写list<int>的元素
list<int>::const_iterator it;//it只能读list<int>的元素，不可以修改list<int>中的元素

vector迭代器定义时，前面必须使用命名空间std，否则会报错。而其他的容器（map、list）有没有命名空间std都不会报错。

下面是以vector容器为例的C++代码，仅供参考

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{
	//要使用的vector容器应该位于所有定义容器语句的最后一句，应在1而不是2 
	vector<int> c;      //1
	vector<int> vector;
	                    //2
	vector.push_back(1);//插入尾部 
	vector.push_back(9);
	vector.push_back(5); 
	
	sort(vector.begin(),vector.end());
	for( int i=0; i<vector.size(); i++ )
		cout<<"sort_result: "<<vector[i]<<endl;
	
	cout<<"头部元素为："<<vector.front()<<endl;//头部元素 
	cout<<"尾部元素为："<<vector.back()<<endl;//尾部元素
	cout<<"容器尺寸大小为："<<vector.size()<<endl;//容器尺寸大小
	 
	vector.front()=11;//修改容器头部元素值 
	vector.back()= 15;//修改容器尾部元素值
	
	cout<<"修改后头部元素为："<<vector.front()<<endl;//头部元素
	vector.pop_back();//删除尾部元素
	 
	cout<<"修改+删除后尾部元素为："<<vector.back()<<endl;//尾部元素
	vector.push_back(16);
	
	for( int i=0; i<vector.size(); i++ )
		cout<<"用数组输出vector["<<i<<"]："<<vector[i]<<endl;
	
	std::vector<int>::const_iterator it;
	for( it = vector.begin(); it != vector.end(); it++ )
		cout<<"用迭代器输出："<<*it<<endl;
	
	vector.insert(vector.begin(),100);//插入开始位置 
	for( int i=0; i<vector.size(); i++ )
		cout<<"insert_result:"<<vector[i]<<endl;
	cout<<"头部元素为："<<vector.front()<<endl;
	
	return 0;
}

运行结果

sort_result: 1
sort_result: 5
sort_result: 9
头部元素为：1
尾部元素为：9
容器尺寸大小为：3
修改后头部元素为：11
修改+删除后尾部元素为：5
用数组输出vector[0]：11
用数组输出vector[1]：5
用数组输出vector[2]：16
用迭代器输出：11
用迭代器输出：5
用迭代器输出：16
insert_result:100
insert_result:11
insert_result:5
insert_result:16
头部元素为：100

--------------------------------
Process exited after 0.02426 seconds with return value 0
请按任意键继续. . .

不同容器的迭代器（iterator）的功能

vector  				随机访问
deque	    			随机访问
list					双向
set / multiset			双向
map / multimap			双向
stack					不支持迭代器
queue					不支持迭代器
priority_queue			不支持迭代器