STL中迭代器的兩種模式，你知道嗎？（讀/寫模式和只讀模式）

一、iterator 和 const_iterator

STL中的迭代器是一種智能指針，不同的容器使用不同類型的迭代器。迭代器的主要目的就是幫助我們對相應容器進行遍歷操作，以一個對象的形式表現出容器中元素的具體位置。

迭代器具有遍歷複雜數據結構的能力，其內部的運作機制取決於具體的數據結構形式，所以每一種容器都會有自己迭代器實現。

本文想要討論的是迭代器實現的兩種模式，可以在不同的讀/寫情境下供我們選擇使用。STL中所有的容器都實現了這兩種迭代器類型。它們分別是：

（1）container::iterator : 以 讀/寫模式 訪問元素
（2）container::const_iterator: 以 只讀模式 訪問元素

二、使用const_iterator遍歷list容器

以下以list容器爲例子，分別使用兩種迭代器對容器元素進行遍歷、讀寫操作，請看具體實例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

int main()
{
	list<int> s{ 1,2,3,4,5,6,7,8 };
	
	// 迭代器：讀/寫模式，此迭代器可以對容器內元素進行讀和寫操作
	list<int>::iterator rw_iter;
	for (rw_iter = s.begin(); rw_iter != s.end(); ++rw_iter)
	{
		*rw_iter *= 2; // 寫操作，每個變量乘以2
		cout << *rw_iter << " "; // 讀操作
	}
	cout << endl;

	// 迭代器：只讀模式，此迭代器只能對元素進行讀操作
	list<int>::const_iterator r_iter;
	for (r_iter = s.begin(); r_iter != s.end(); ++r_iter)
	{
		//*r_iter *= 2; // error 表達式必須是可被修改的左值
		cout << *r_iter << " ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

可以看到使用const_iterator的迭代器類型後，是無法對數據進行寫操作的。這就提供了對數據的保護，當我們需要對數據進行只讀操作時，便可以定義此類迭代器進行操作。另外，也可以根據具體情境，定義需要的迭代器類型。

三、cbegin()、cend() 與 Range-Based for 循環

此外，C++11之後，容器提供了cbegin()和cend()，它們表示const_iterator，因此，當我們在遍歷一個容器的時候，如果不允許修改其值，我們可以使用這樣的方式：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> v{ 1,2,3,4,5 };
	for (auto iter = v.cbegin(); iter != v.cend(); ++iter)
	{
		cout << *iter << " "; // 1 2 3 4 5
	}
	return 0;
}

或者我們可以使用C++11提供的range-based for循環來對容器進行遍歷，這是一個更便捷的遍歷接口，我們可以聲明對象爲const reference，來避免修改和拷貝，從而提高效率。使用方式如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> v{ 1,2,3,4,5 };
	// const auto& ： 避免數值被修改、使用引用避免數據拷貝
	for (const auto& elem : v) 
	{
		cout << elem << " "; // 1 2 3 4 5
	}
	return 0;
}

再次強調，當我們使用以上形式的for循環時，如果不會對數據做出修改，我們應該聲明其類型爲引用（reference）和const（常量），這樣就避免調用元素的copy構造函數和析構函數，在數據類型複雜的情況下，能節省開銷。

謝謝閱讀。