STL原始碼分析 iterator

iterator iterator.h stl_iterator.h

stl_iterator_base.h

在stl中，迭代器分為輸入迭代器、輸出迭代器、前向迭代器、雙向迭代器、隨機訪問迭代器。這裡先講輸入迭代器這個大類。

template struct input_iterator ;

struct output_iterator ;

template struct forward_iterator ;
struct forward_iterator_tag : public input_iterator_tag {};

template struct bidirectional_iterator ;
struct bidirectional_iterator_tag : public forward_iterator_tag {};

template struct random_access_iterator ;

作用：將不同種類迭代器中定義的iterator_category,value_type,difference_type,pointer,reference型別轉化為萃取器自身的型別。當上層呼叫萃取器iterator_traits時，迭代器型別(作為iterator_traits的模板引數)對上層是透明的。

實現如下，由於2.1中所有迭代器中，都定義了iterator_category等型別，iterator_traits便可將迭代器中的型別匯出作為自身型別。

template struct iterator_traits ;

某些特殊情況下，原始指標_tp*也可作為iterator使用(例如陣列中的原始指標)。因為_tp*內部並未定義以上型別，因此iterator_traits需要對_tp*和const _tp*進行特化。

template struct iterator_traits<_tp*> ;
template struct iterator_traits;

有了iterator_traits，迭代器操作便可根據不同的型別進行不同的實現。

實現如下，模板入參為迭代器，iterator_category函式所返回的是迭代器中iterator_category型別的例項。

template inline typename iterator_traits<_iter>::iterator_category
iterator_category(const _iter& __i) 
template inline typename iterator_traits<_iter>::iterator_category
__iterator_category(const _iter&)

實現如下，首先通過iterator_category函式獲取迭代器種類，再將其值作為引數傳給__distance函式。

template inline void distance(_inputiterator __first, 
_inputiterator __last, _distance& __n)

返回結果關鍵在於__distance函式。對於不同的迭代器型別，過載了不同的__distance實現，這些實現使用了迭代器中的iterator_category型別進行區分。

例如：對於隨機訪問迭代器型別，計算distance只需將兩個迭代器相減即可。

template inline void __distance(_randomaccessiterator __first, 
_randomaccessiterator __last, 
_distance& __n, random_access_iterator_tag)

對於其他迭代器(都屬於input_iterator型別)，實現上則需要從__first步步遞進並計數，直到到達__last為止，最後返回計數值

template inline void __distance(_inputiterator __first, _inputiterator __last,
_distance& __n, input_iterator_tag)
}

對於advance函式, 不同型別迭代器其實現也不盡相同。

template inline void advance(_inputiterator& __i, _distance __n) 
template inline void __advance(_randomaccessiterator& __i, _distance __n, 
random_access_iterator_tag) 
template inline void __advance(_bidirectionaliterator& __i, _distance __n, 
bidirectional_iterator_tag) 
template inline void __advance(_inputiter& __i, _distance __n, input_iterator_tag)

反向迭代器一般用於逆向遍歷容器。其自增和自減的方向與其封裝的迭代器正好是反過來的。

iterator_type base() const 
reference operator*() const 
_self& operator++() 
_self operator++(int) 
_self& operator--() 
_self operator--(int)

構造時，輸入型別為_iterator的迭代器物件__x,reverse_iterator<_iterator>即為_iterator的逆操作。api如下：

back_inserter_iterator,front_insert_iterator,insert_iterator中都定義了iterator_category型別為output_iterator_tag。因此它們都是輸出迭代器。

舉back_insert_iterator為例，其中模板引數_container為stl容器型別，iterator_category為output_iterator_tag型別。

template class back_insert_iterator ;

用於向容器尾部插入元素

back_insert_iterator<_container>&
operator=(const typename _container::value_type& __value)

back_inserter_iterator執行operator=操作時，總是對容器push_back(容器必須實現push_back介面)

用於向容器頭部插入元素

explicit front_insert_iterator(_container& __x) : container(&__x) {}
front_insert_iterator<_container>&
operator=(const typename _container::value_type& __value) 
insert_iterator<_container>&
operator=(const typename _container::value_type& __value)

insert_iterator構造時傳入容器和迭代器iter，執行operator=操作時，總是對容器執行insert, 插入位置由迭代器iter決定(容器必須實現insert介面)

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