除了使用下标来访问vector对象的元素外,标准库还提供了另一种检测元素的方法:使用迭代器(iterator)。迭代器是一种允许程序员检查容器内元素,并实现元素遍历的数据类型。
标准库为每一种标准容器(包括vector)定义了一种迭代器类型。迭代器类型提供了比下标操作更一般化的方法:所有的标准库容器都定义了相应的迭代器类型,而只有少数的容器支持下标操作。因为迭代器对所有的容器都适用,现代C++程序更倾向于使用迭代器而不是下标操作访问容器元素,即使对支持下标操作的vector类型也这样。
具体讨论迭代器的工作原理,但在完全了解它复杂的实现细节之前,我们一样可以先使用它。
1. 容器的iterator类型
每种容器类型都定义了自己的迭代器类型,如vector:
vector
::iterator iter;
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。每个标准库容器类型都定义了一个名为iterator的成员,这里的iterator与迭代器实际类型的含义相同。
术语:迭代器和迭代器类型
程序员首次遇到有关迭代器的术语时可能会困惑不解,产生困惑的原因之一是由于本书中同一个术语iterator表示两个不同的事物。一般性提及的是迭代器的概念;而特别提及的则是由容器定义的具体的iterator类型,如vector
。
重点要理解的是,定义了许多用作迭代器的类型,这些类型在概念上是相关的。若一种类型支持一组确定的行为(这些行为允许程序员遍历容器内的元素,并允许程序员访问这些元素值),我们就称这种类型为迭代器。
不同的容器类定义了自己的iterator类型,用于访问容器内的元素。换句话说,每个容器定义了一种名为iterator的类型,而这种类型支持(概念上的)迭代器的各种行为。
2. begin和end操作
每种容器都定义了一对命名为begin和end的函数,用于返回迭代器。如果容器中有元素的话,由begin返回的迭代器指向第一个元素:
vector
::iterator iter = ivec.begin();
上述语句把iter初始化为由名为begin的vector操作返回的值。假设vector不空,初始化后,iter即指该元素为ivec[0]。
由end操作返回的迭代器指向vector的“末端元素的下一个”。通常称为超出末端迭代器(off-the-end iterator),表明它指向了一个不存在的元素。如果vector为空,begin返回的迭代器与end返回的迭代器相同。
由end操作返回的迭代器并不指向vector中任何实际的元素,相反,它只是起一个哨兵(sentinel)的作用,表示我们已处理完vector中所有元素。
3. vector迭代器的自增和解引用运算
迭代器类型定义了一些操作来获取迭代器所指向的元素,并允许程序员将迭代器从一个元素移动到另一个元素。
迭代器类型可使用解引用操作符(*操作符)来访问迭代器所指向r 元素:
*iter = 0;
解引用操作符返回迭代器当前所指向的元素。假设iter指向vector对象ivec的第一个元素,那么*iter和ivec[0]就是指向同一个元素。上面这个语句的效果就是把这个元素的值赋为0。
迭代器使用自增操作符(1.4.1节)向前移动迭代器指向容器中下一个元素。从逻辑上说,迭代器的自增操作和int型对象的自增操作类似。对 int对象来说,操作结果就是把int型值“加1”,而对迭代器对象则是把容器中的迭代器“向前移动一个位置”。因此,如果iter指向第一个元素,则++iter指向第二个元素。
由于end操作返回的迭代器不指向任何元素,因此不能对它进行解引用或自增操作。
4. 迭代器的其他运算
另一对可执行于迭代器的操作就是比较:用==或!=操作符来比较两个迭代器,如果两个迭代器对象指向同一个元素,则它们相等,否则就不相等。
5. 迭代器应用的程序示例
假设已声明了一个vector
型的ivec变量,要把它所有元素值重置为0,可以用下标操作来完成:
// reset all the elements in ivec to 0
for (vector
::size_type ix = 0; ix != ivec.size(); ++ix)
ivec[ix] = 0;
上述程序用for循环遍历ivec的元素,for循环定义了一个索引ix,每循环迭代一次ix就自增1。for循环体将ivec的每个元素赋值为0。