c++中的迭代器iterator是什么_c++遍历STL容器的标准方式

迭代器是C++ STL中用于访问容器元素的对象，支持遍历和解引用操作。它将算法与容器解耦，实现泛型编程。每个容器提供 iterator 和 const_iterator 类型，以及 begin() 和 end() 函数，分别指向首元素和尾后位置。以 vector 为例，可通过普通迭代器或 const_iterator 遍历元素，C++11 起还可使用范围-based for 循环，其底层基于 begin 和 end。迭代器分为五类：输入、输出、前向、双向和随机访问迭代器，对应不同操作能力，如 vector 支持随机访问，list 仅支持双向。算法对迭代器类型有要求，如 sort 需随机访问，find 只需输入迭代器。使用时需避免失效迭代器，不可解引用 end()，应优先用 cbegin/cend 处理常量容器，并用 auto 简化声明。掌握迭代器是编写高效通用 C++ 代码的基础。

在C++中，迭代器（iterator）是一种用于访问容器元素的对象，它类似于指针，可以指向容器中的某个元素，并支持通过自增、解引用等操作来遍历整个容器。迭代器是C++标准模板库（STL）中实现泛型编程的关键组件之一，它将算法与容器解耦，使同一套算法可以适用于不同类型的容器。

迭代器的基本概念

迭代器本质上是一个对象，它提供了对容器中元素的访问方式。不同的容器提供不同类型的迭代器，比如vector支持随机访问迭代器，而list只支持双向迭代器。

每个STL容器都定义了以下两个关键类型：

• container::iterator：可读写的迭代器，用于遍历和修改元素。
• container::const_iterator：只读迭代器，用于遍历但不能修改元素。

同时，所有容器都提供两个重要成员函数：

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• begin()：返回指向第一个元素的迭代器。
• end()：返回指向最后一个元素之后位置的迭代器（即尾后迭代器），不指向有效元素。

如何使用迭代器遍历容器

以vector为例，展示如何用迭代器进行遍历：

#include <vector>
#include <iostream>

std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

// 使用普通迭代器
for (std::vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}

// 使用 const_iterator 遍历只读数据
for (std::vector<int>::const_iterator cit = vec.cbegin(); cit != vec.cend(); ++cit) {
    std::cout << *cit << " ";
}

C++11起还引入了范围-based for 循环，底层仍依赖迭代器：

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for (const auto& elem : vec) {
    std::cout << elem << " ";
}

这实际上是基于begin()和end()的语法糖，更简洁安全。

迭代器的分类

根据支持的操作能力，C++将迭代器分为五类：

• 输入迭代器（Input Iterator）：只能向前移动，支持读取一次，如istream_iterator。
• 输出迭代器（Output Iterator）：只能向前移动，支持写入一次，如ostream_iterator。
• 前向迭代器（Forward Iterator）：可多次读写，只能向前，如forward_list的迭代器。
• 双向迭代器（Bidirectional Iterator）：可前后移动，如list、set的迭代器。
• 随机访问迭代器（Random Access Iterator）：支持+、-、[]、比较等操作，如vector、deque、array的迭代器。

不同算法对迭代器类型有要求，例如sort需要随机访问迭代器，而find只需输入迭代器。

注意事项

使用迭代器时需注意：

• 不要使用已失效的迭代器，如删除元素后原迭代器可能无效。
• end()返回的不是最后一个元素，而是其后一个位置，不能解引用。
• 尽量使用cbegin()和cend()处理常量容器。
• 优先使用auto简化迭代器声明，如auto it = vec.begin();

基本上就这些。迭代器是遍历STL容器的标准方式，掌握它的使用和特性，是写出高效、通用C++代码的基础。

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