面试之快速学习STL-迭代适配器
先放一张大图
参考:http://c.biancheng.net/view/7255.html
1. 反向迭代器
例子:
std::list<int> values{1,2,3,4,5};auto start_it = values.rbegin();const auto end_it = values.rend();//start_it end_it std::reverse_iterator<std::list<int>>::iteratorwhile (start_it != end_it) {std::cout << *start_it << std::endl;++start_it;}/*54321*/
- 想使用反向迭代器实现逆序遍历容器,则该容器的迭代器类型必须是双向迭代器或者随机访问迭代器。
- 常见操作
std::vector<int> values{1,2,3,4,5};auto r_start_it = values.rbegin();const auto end_it = values.rend();//r_start_it end_it std::reverse_iterator<std::list<int>>::iteratorwhile (r_start_it != end_it) {std::cout << *r_start_it << std::endl;++r_start_it;}/*54321*/r_start_it = values.rbegin();std::cout << "r_start_it + 3 = " << *(r_start_it + 3)<< std::endl;std::cout << "r_start_it[3] = " << r_start_it[3] << std::endl;
- 注意这里不能用std::list,因为它是双向迭代器, +3的操作需要随机访问迭代器。故联想到std::list排序只能使用list提供的 sort 接口,而不能使用algorithm 提供的 sort 接口,因为链表的物理地址不连续,迭代器为双向迭代器,不支持 + - 操作,而算法库中的 sort 接口需要支撑 + - 的随机迭代器;
2. 插入迭代器适配器
感觉没啥好讲的,看看代码:
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {//创建一个 vector 容器std::vector<int> foo;//创建一个可向 foo 容器尾部添加新元素的迭代器std::back_insert_iterator< std::vector<int> > back_it(foo);//将 5 插入到 foo 的末尾back_it = 5;//将 4 插入到当前 foo 的末尾back_it = 4;//将 3 插入到当前 foo 的末尾back_it = 3;//将 6 插入到当前 foo 的末尾back_it = 6;//输出 foo 容器中的元素for (std::vector<int>::iterator it = foo.begin(); it != foo.end(); ++it)std::cout << *it << ' ';return 0;/*5 4 3 6*/
}
- 每次插入新元素时,该元素都会插入到当前 foo 容器的末尾。换句话说,程序中 11-17 行的每个赋值语句,都可以分解为以下这 2 行代码:
//pos表示指向容器尾部的迭代器,value 表示要插入的元素
pos = foo.insert(pos,value);
++pos;
3. istream_iterator和ostream_iterator
原理源码:原理
- 自己理解:istream_iterator是重载了++操作符然后调用的是read(); ostream_iterator重载 = 操作符,做输出操作。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
#include <numeric>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <deque>
#include <iterator>
using namespace std;int main()
{deque<int> id;istream_iterator<int> intie(cin),eos; //开始触发一次输入 copy(intie, eos, inserter(id, id.begin())); //迭代器类型为InputIterator,所以这里调用copy的时候采用*result = *first;版本,会使用重载类型 ,那么就会转换为插入操作 //其中++first会继续调用下一个,然后重载为新的输入ostream_iterator<int> outie(cout, " "); //deque的迭代器类型为random_access_iterator,也会是 *result = *first;调用赋值操作 result++操作,返回本身,不影响后面的输出操作copy(id.begin(), id.end(), outie); //将=操作,转换为输出操作cout << endl;system("pause");
}
3. 移动迭代器
std::vector<std::string> v1{ "haha", "xixi" };//调用移动构造函数std::vector<std::string> v2(make_move_iterator(v1.begin()), make_move_iterator(v1.end()));std::cout << "v1 : " << std::endl;for (auto record : v1)std::cout << record << std::endl;std::cout << "v2 : " << std::endl;for (auto record : v2)std::cout << record << std::endl;/*v1 :v2 : hahaxixi*/
没啥好说的,就是每个值调用移动构造函数make_move_iterator
4. advance()函数用法详解
template <class InputIterator, class Distance>
void advance (InputIterator& it, Distance n);
- 根据 it 类型是否为随机访问迭代器,advance() 函数底层采用了不同的实现机制:
当 it 为随机访问迭代器时,由于该类型迭代器支持 p+n 或者 p-n(其中 p 就是一个随机访问迭代器)运算,advance() 函数底层采用的就是 it+n 操作实现的;
当 it 为其他类型迭代器时,它们仅支持进行 ++ 或者 – 运算,这种情况下,advance() 函数底层是通过重复执行 n 个 ++ 或者 – 操作实现的。
#include <iostream> // std::cout
#include <iterator> // std::advance
#include <forward_list>
using namespace std;
int main() {//创建一个 forward_list 容器forward_list<int> mylist{1,2,3,4};//it为前向迭代器,其指向 mylist 容器中第一个元素forward_list<int>::iterator it = mylist.begin();//借助 advance() 函数将 it 迭代器前进 2 个位置advance(it, 2);cout << "*it = " << *it;return 0;
}
注意: 此程序中,由于 it 为前向迭代器,其只能进行 ++ 操作,即只能前进(右移),所以 advance() 函数的第 2 个参数只能为正数。
5. distance()函数用法详解
template
typename iterator_traits::difference_type distance (InputIterator first, InputIterator last);
- first 和 last 的迭代器类型,直接决定了 distance() 函数底层的实现机制:
当 first 和 last 为随机访问迭代器时,distance() 底层直接采用 last - first 求得 [first, last) 范围内包含元素的个数,其时间复杂度为O(1)常数阶;
当 first 和 last 为非随机访问迭代器时,**distance() 底层通过不断执行 ++first(或者 first++)直到 first==last,**由此来获取 [first, last) 范围内包含元素的个数,其时间复杂度为O(n)线性阶。
#include <iostream> // std::cout
#include <iterator> // std::distance
#include <list> // std::list
using namespace std;int main() {//创建一个空 list 容器list<int> mylist;//向空 list 容器中添加元素 0~9for (int i = 0; i < 10; i++) {mylist.push_back(i);}//指定 2 个双向迭代器,用于执行某个区间list<int>::iterator first = mylist.begin();//指向元素 0list<int>::iterator last = mylist.end();//指向元素 9 之后的位置//获取 [first,last) 范围内包含元素的个数cout << "distance() = " << distance(first, last);return 0;
}
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