C++中STL迭代器的種類和簡介

STL迭代器簡介

標準模板庫(The Standard Template Library, STL)定義了五種迭代器。下面的圖表畫出了這幾種：

            input         output
              \            /
                 forward
                     |
                bidirectional
                     |
               random access

 

 

要注意，上面這圖表並不是表明它們之間的繼承關係：而只是描述了迭代器的種類和接口。處於圖表下層的迭代器都是相對於處於圖表上層迭代器的擴張集。例如：forward迭代器不但擁有input和output迭代器的所有功能，還擁有更多的功能。

各個迭代器的功能如下：

迭代器類別	說明
輸入	從容器中讀取元素。輸入迭代器只能一次讀入一個元素向前移動，輸入迭代器只支持一遍算法，同一個輸入迭代器不能兩遍遍歷一個序列
輸出	向容器中寫入元素。輸出迭代器只能一次一個元素向前移動。輸出迭代器只支持一遍算法，統一輸出迭代器不能兩次遍歷一個序列
正向	組合輸入迭代器和輸出迭代器的功能，並保留在容器中的位置
雙向	組合正向迭代器和逆向迭代器的功能，支持多遍算法
隨機訪問	組合雙向迭代器的功能與直接訪問容器中任何元素的功能，即可向前向後跳過任意個元素

迭代器的操作：

每種迭代器均可進行包括表中前一種迭代器可進行的操作。

迭代器操作	說明
所有迭代器
p++	後置自增迭代器
++p	前置自增迭代器
輸入迭代器
*p	復引用迭代器，作爲右值
p=p1	將一個迭代器賦給另一個迭代器
p==p1	比較迭代器的相等性
p!=p1	比較迭代器的不等性
輸出迭代器
*p	復引用迭代器，作爲左值
p=p1	將一個迭代器賦給另一個迭代器
正向迭代器	提供輸入輸出迭代器的所有功能
雙向迭代器
--p	前置自減迭代器
p--	後置自減迭代器
隨機迭代器
p+=i	將迭代器遞增i位
p-=i	將迭代器遞減i位
p+i	在p位加i位後的迭代器
p-i	在p位減i位後的迭代器
p[i]	返回p位元素偏離i位的元素引用
p<p1	如果迭代器p的位置在p1前，返回true，否則返回false
p<=p1	p的位置在p1的前面或同一位置時返回true，否則返回false
p>p1	如果迭代器p的位置在p1後，返回true，否則返回false
p>=p1	p的位置在p1的後面或同一位置時返回true，否則返回false

只有順序容器和關聯容器支持迭代器遍歷，各容器支持的迭代器的類別如下：

容器	支持的迭代器類別	說明
vector	隨機訪問	一種隨機訪問的數組類型，提供了對數組元素進行快速隨機訪問以及在序列尾部進行快速的插入和刪除操作的功能。可以再需要的時候修改其自身的大小
deque	隨機訪問	一種隨機訪問的數組類型，提供了序列兩端快速進行插入和刪除操作的功能。可以再需要的時候修改其自身的大小
list	雙向	一種不支持隨機訪問的數組類型，插入和刪除所花費的時間是固定的，與位置無關。
set	雙向	一種隨機存取的容器，其關鍵字和數據元素是同一個值。所有元素都必須具有惟一值。
multiset	雙向	一種隨機存取的容器，其關鍵字和數據元素是同一個值。可以包含重複的元素。
map	雙向	一種包含成對數值的容器，一個值是實際數據值，另一個是用來尋找數據的關鍵字。一個特定的關鍵字只能與一個元素關聯。
multimap	雙向	一種包含成對數值的容器，一個值是實際數據值，另一個是用來尋找數據的關鍵字。一個關鍵字可以與多個數據元素關聯。
stack	不支持	適配器容器類型，用vector，deque或list對象創建了一個先進後出容器
queue	不支持	適配器容器類型，用deque或list對象創建了一個先進先出容器
priority_queue	不支持	適配器容器類型，用vector或deque對象創建了一個排序隊列

下面列舉了些例子說明各個容器的用法：
1、vector

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::vector<char> charVector;

    int x;
    for (x=0; x<10; ++x)
        charVector.push_back(65 + x);

    int size = charVector.size();
    for (x=0; x<size; ++x)
    {
        std::vector<char>::iterator start =
            charVector.begin();
        charVector.erase(start);
        std::vector<char>::iterator iter;
        for (iter = charVector.begin(); 
                iter != charVector.end(); iter++)
        {
            std::cout << *iter;
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

2、deque

#include <iostream>
#include <deque>

int main()
{
    std::deque<char> charDeque;
    int x;
    for (x=0; x<10; ++x)
        charDeque.push_front(65 + x);

    int size = charDeque.size();
    for (x=0; x<size; ++x)
    {
        std::deque<char>::iterator start =
            charDeque.begin();
        charDeque.erase(start);
        std::deque<char>::iterator iter;
        for (iter = charDeque.begin(); 
                iter != charDeque.end(); iter++)
        {
            std::cout << *iter;
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

3、list

#include <iostream>
#include <list>

int main()
{
    // Create and populate the list.
    int x;
    std::list<char> charList;
    for (x=0; x<10; ++x)
        charList.push_front(65 + x);

    // Display contents of list.
    std::cout << "Original list: ";
    std::list<char>::iterator iter;
    for (iter = charList.begin(); 
            iter != charList.end(); iter++)
    {
        std::cout << *iter;
        //char ch = *iter;
        //std::cout << ch;
    }
    std::cout << std::endl;
    
    // Insert five Xs into the list.
    std::list<char>::iterator start = charList.begin();
    charList.insert(++start, 5, 'X');

    // Display the result.
    std::cout << "Resultant list: ";
    for (iter = charList.begin(); 
    iter != charList.end(); iter++)
    {
        std::cout << *iter;
        //char ch = *iter;
        //std::cout << ch;
    }
    
    return 0;
}

4、set

#include <iostream>
#include <set>

int main()
{
    // Create the set object.
    std::set<char> charSet;

    // Populate the set with values.
    charSet.insert('E');
    charSet.insert('D');
    charSet.insert('C');
    charSet.insert('B');
    charSet.insert('A');

    // Display the contents of the set.
    std::cout << "Contents of set: " << std::endl;
    std::set<char>::iterator iter;
    for (iter = charSet.begin(); iter != charSet.end(); iter++)
        std::cout << *iter << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    // Find the D.
    iter = charSet.find('D');
    if (iter == charSet.end())
        std::cout << "Element not found.";
    else
        std::cout << "Element found: " << *iter;

    return 0;
}

5、multiset

#include <iostream>
#include <set>

int main()
{
    // Create the first set object.
    std::multiset<char> charMultiset1;

    // Populate the multiset with values.
    charMultiset1.insert('E');
    charMultiset1.insert('D');
    charMultiset1.insert('C');
    charMultiset1.insert('B');
    charMultiset1.insert('A');
    charMultiset1.insert('B');
    charMultiset1.insert('D');

    // Display the contents of the first multiset.
    std::cout << "Contents of first multiset: " << std::endl;
    std::multiset<char>::iterator iter;
    for (iter = charMultiset1.begin();
            iter != charMultiset1.end(); iter++)
        std::cout << *iter << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    // Create the second multiset object.
    std::multiset<char> charMultiset2;

    // Populate the multiset with values.
    charMultiset2.insert('J');
    charMultiset2.insert('I');
    charMultiset2.insert('H');
    charMultiset2.insert('G');
    charMultiset2.insert('F');
    charMultiset2.insert('G');
    charMultiset2.insert('I');
    
    // Display the contents of the second multiset.
    std::cout << "Contents of second multiset: "
        << std::endl;
    for (iter = charMultiset2.begin();
    iter != charMultiset2.end(); iter++)
        std::cout << *iter << std::endl;
    std::cout << std::endl;
    
    // Compare the sets.
    if (charMultiset1 == charMultiset2)
        std::cout << "set1 == set2";
    else if (charMultiset1 < charMultiset2)
        std::cout << "set1 < set2";
    else if (charMultiset1 > charMultiset2)
        std::cout << "set1 > set2";
    
    return 0;
}

6、map

#include <iostream>
#include <map>

typedef std::map<int, char> MYMAP;

int main()
{
    // Create the first map object.
    MYMAP charMap1;

    // Populate the first map with values.
    charMap1[1] = 'A';
    charMap1[4] = 'D';
    charMap1[2] = 'B';
    charMap1[5] = 'E';
    charMap1[3] = 'C';

    // Display the contents of the first map.
    std::cout << "Contents of first map: " << std::endl;
    MYMAP::iterator iter;
    for (iter = charMap1.begin();
            iter != charMap1.end(); iter++)
    {
        std::cout << (*iter).first << " --> ";
        std::cout << (*iter).second << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;

    // Create the second map object.
    MYMAP charMap2;

    // Populate the first map with values.
    charMap2[1] = 'F';
    charMap2[4] = 'I';
    charMap2[2] = 'G';
    charMap2[5] = 'J';
    charMap2[3] = 'H';

    // Display the contents of the second map.
    std::cout << "Contents of second map: " << std::endl;
    for (iter = charMap2.begin();
            iter != charMap2.end(); iter++)
    {
        std::cout << (*iter).first << " --> ";
        std::cout << (*iter).second << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;

    // Compare the maps.
    if (charMap1 == charMap2)
        std::cout << "map1 == map2";
    else if (charMap1 < charMap2)
        std::cout << "map1 < map2";
    else if (charMap1 > charMap2)
        std::cout << "map1 > map2";
    
    return 0;
}

7、multimap

#include <iostream>
#include <map>

typedef std::multimap<int, char> MYMAP;

int main()
{
    // Create the first multimap object.
    MYMAP charMultimap;

    // Populate the multimap with values.
    charMultimap.insert(MYMAP::value_type(1,'A'));
    charMultimap.insert(MYMAP::value_type(4,'C'));
    charMultimap.insert(MYMAP::value_type(2,'B'));
    charMultimap.insert(MYMAP::value_type(7,'E'));
    charMultimap.insert(MYMAP::value_type(5,'D'));
    charMultimap.insert(MYMAP::value_type(3,'B'));
    charMultimap.insert(MYMAP::value_type(6,'D'));

    // Display the contents of the first multimap.
    std::cout << "Contents of first multimap: " << std::endl;
    MYMAP::iterator iter;
    for (iter = charMultimap.begin();
            iter != charMultimap.end(); iter++)
    {
        std::cout << (*iter).first << " --> ";
        std::cout << (*iter).second << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;

    // Create the second multimap object.
    MYMAP charMultimap2;

    // Populate the second multimap with values.
    charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(1,'C'));
    charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(4,'F'));
    charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(2,'D'));
    charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(7,'E'));
    charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(5,'F'));
    charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(3,'E'));
    charMultimap2.insert(MYMAP::value_type(6,'G'));

    // Display the contents of the second multimap.
    std::cout << "Contents of second multimap: " << std::endl;
    for (iter = charMultimap2.begin();
            iter != charMultimap2.end(); iter++)
    {
        std::cout << (*iter).first << " --> ";
        std::cout << (*iter).second << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;

    // Compare the multimaps.
    if (charMultimap == charMultimap2)
        std::cout << "multimap1 == multimap2";
    else if (charMultimap < charMultimap2)
        std::cout << "multimap1 < multimap2";
    else if (charMultimap > charMultimap2)
        std::cout << "multimap1 > multimap2";
    
    return 0;
}

8、stack

#include <iostream>
#include <list>
#include <stack>

int main()
{
    std::stack<int, std::list<int> > intStack;

    int x;
    std::cout << "Values pushed onto stack:"
              << std::endl;
    for (x=1; x<11; ++x)
    {
        intStack.push(x*100);
        std::cout << x*100 << std::endl;
    }

    std::cout << "Values popped from stack:"
              << std::endl;
    int size = intStack.size();
    for (x=0; x<size; ++x)
    {
        std::cout << intStack.top() << std::endl;
        intStack.pop();
    }

    return 0;
}

9、queue

#include <iostream>
#include <list>
#include <queue>

int main()
{
    std::queue<int, std::list<int> > intQueue;

    int x;
    std::cout << "Values pushed onto queue:"
              << std::endl;
    for (x=1; x<11; ++x)
    {
        intQueue.push(x*100);
        std::cout << x*100 << std::endl;
    }

    std::cout << "Values removed from queue:"
              << std::endl;
    int size = intQueue.size();
    for (x=0; x<size; ++x)
    {
        std::cout << intQueue.front() << std::endl;
        intQueue.pop();
    }

    return 0;
}

10、priority_queue

#include <iostream>
#include <list>
#include <queue>

int main()
{
    std::priority_queue<int, std::vector<int>,std::greater<int> > intPQueue;
    int x;
    intPQueue.push(400);
    intPQueue.push(100);
    intPQueue.push(500);
    intPQueue.push(300);
    intPQueue.push(200);

    std::cout << "Values removed from priority queue:"
              << std::endl;
    int size = intPQueue.size();
    for (x=0; x<size; ++x)
    {
        std::cout << intPQueue.top() << std::endl;
        intPQueue.pop();
    }

    return 0;
}