【C++】STL反向迭代器模拟实现，迭代器适配器，迭代器类型简单介绍

反向迭代器

前言

本篇主要讲反向迭代器的模拟实现。

能够加深各位对泛型的理解。

前面我那篇string介绍里面已经提到过反向迭代器是啥了，如果点进来的同学还不知道，可以看看：[string介绍](https://blog.csdn.net/m0_62782700/article/details/130796914?

spm=1001.2014.3001.5501)

迭代器，可以在不暴露底层实现细节的情况下，提供统一的方式去访问容器。

那么其屏蔽了底层实现，体现除了C++的封装的价值。

这些专业术语，就不说那么多了，下面说人话。

正式开始

前面两篇栈和队列与优先级队列，这三个都是容器适配器，就是传什么容器，就能够用什么容器来实现其函数接口。

如果对于适配器不清楚，可以看我这两篇：
【C++】STL栈和队列基本功能介绍、题目练习和模拟实现（容器适配器）
【C++】STL优先级队列（priority_queue）功能介绍以及模拟实现

那么这一篇讲的是反向迭代器，其也是适配器，但是不是容器适配器，而是迭代器适配器，对照着上面容器适配器的话来说，就是当我们传入什么容器的正向迭代器，就生成对应的容器的反向迭代器。

是不是有点懵了，先别懵，咱们实现起来就搞清楚了。

基本演示

其实反向迭代器和正向迭代器差别是不大的。

我们先用vector演示一下正向和反向迭代器：

正向

反向

用起来就是名字上差了点区别而已。

模拟实现的大致思路

前面我那篇list模拟实现的最后也说到了，要模拟实现反向迭代器，需要在栈和队列这块学了适配器才能真正领悟到其精髓，不然吃不透。那么现在适配器已经学了，既可以说一说反向迭代器了。

对于我们普通人来说，如果我们想要实现一个反向迭代器，会怎么做？

我当时是这样想的，对于list而言，迭代器是其结点的地址，那么我可以在各个反向迭代器的接口中复用一下list迭代器的正向接口。

大致的图解是这样的：

那么如果是这样写的话，我们就可以用这样的思路来搞一搞。

但是库中的可不是这样实现的，库可是大佬写出来的。

大佬是怎么想的呢？

list的反向迭代器搞出了，vector的反向迭代器怎么搞？
如何复用正向迭代器？
是否可以搞出来迭代器适配器？

那么我们就来根据大佬的思路搞一搞。

首先就是适配器的问题，就是第一点和第三点。

当我们传入什么容器的正向迭代器，就生成对应的容器的反向迭代器。

那么就要搞一个模板参数Iterator，这个模板参数用来接收传入的迭代器。

然后就是复用的问题。

我们就复用传入的正向迭代器，来实现我们的反向迭代器。

那么就先搭出框架。

基本框架

上面就复用了传入的迭代器，生成一个__reverse_iterator的成员变量_cur，但是其本质还是iterator的。这就是复用。

那么构造函数我们就要用一个Iterator的变量来给_cur赋值。

就长这样：

然后我们再复用Iterator的++、--、*、->等函数来实现反向的迭代器。

在这之前我们可以先把我们的当前类重命名一下，写着方便点。

这就是用正向的来实现反向的，不是传存储的数据类型T，而是传正向的迭代器。

因为我们定义对象的时候是直接用容器后面跟着<数据类型>，比如说list就是list<int>，数据类型T在这里就定好了。

所以其反向的迭代器就是list<int>::reverse_iterator，并不是在迭代器的后面定类型的。

而这里用迭代器定义对象的时候，也不用在reverse_iterator后面加上<Iterator>，因为我们定义list<int>的时候是先在list类内typedef正向的迭代器的，正向迭代器的模板参数就是<T, T&, T*>，只要前面T定好了，正向的迭代器就搞好了，之后才轮到我们现在写的反向迭代器的，而反向迭代器模板参数直接穿的是正向迭代器Iterator，所以说只要vector类中模板参数T定好了，那么后面的所有类型就都定好了。是不需要我们手动再传任何的模板参数的。

如果上面这段话看起来非常懵的话，可以看看我前面几篇STL容器的模拟实现。

然后就复用一下正向迭代器的几个函数接口。来实现一下反向迭代器的++、--、*、->等接口。

前置++、--

反向迭代器和正向迭代器是相反的遍历顺序，那么就可以用正向的++来实现反向的--，用正向的--来实现反向的++。

后置的我就不写了，各位自己练个手。

*重载

*，就是解引用，返回的值能修改，那么返回引用即可，但是我们这里模板参数没有传数据类型T，不知道怎么搞定这个返回值。那么有两种做法，一个是萃取，非常麻烦，本人能力有限，搞不定。二个就是再写下模板参数即可。

那我当然选第二个了，更轻松一点，但是后面还有->重载，我们加上两个模板参数，一个引用，一个指针。

然后记得改内部的那个typedef：

写一下*重载：

->重载

我在list实现中，也写过这个：

看不懂的话，我只能说看一下我的这篇实现：【C++】手把手教你模拟实现list的基本功能

其实不用往下写了。

上面的模拟实现和库中的是不一样的。

为什么呢？

因为我们从图解那里就和库中的不一样。

我们来看一看库中的*和->重载是啥：

可以看到，*重载返回的是cur - 1。

再来看一下list库中的rbegin和rend：

不知道各位能看出来啥不？

就是rbegin是end，rend是begin。

那么对应到图解中就是这样的：

而我们画的图解是这样的：

所以问题就出现了。

我们就可以把我们的*和->改一改。

其实改*就好。

由于我的list模拟里没有实现减法重载，但实现--了，就凑合一下，也能用。

然后再实现以下 !=反向的迭代器就能用了。

list和vector适配反向迭代器

我们用list模拟的代码来用一用这里的反向迭代器，在我们的list迭代器中，搞出来反向迭代器和rbegin、rend。记得在list中引用一下我们反向迭代器的头文件。

rbegin和rend：

然后来测试一下：

list实现了，我们也用vector实现一下，同样，也是要在vector头文件中typedef一下反向迭代器并实现rbegin和rend。

代码typedef的代码、rbegin、rend的代码和list一模一样，我就不写了。

测试一下：

完全是OK的。

那么到这里迭代器适配器就讲完了。

上面用了list和vector的正向迭代器两个例子来适配出了各自的反向迭代器。很成功。

那么问题来了：只要有正向迭代器就能适配出反向迭代器吗？

答案是错误的。要有条件，必须能够支持++和--。但最主要的还是--。

迭代器的类型

我们来看一下所有的容器：

这里面，只有forward_list、unordered_map、unordered_set的迭代器没有--的函数接口，剩下的都有。但是为什么呢？

因为迭代器也是分类的。

共三类：

forward_iterator(单向迭代器)

只支持++

相关容器有:forward_list、unordered_map、unordered_set
2. bidirectional_iterator(双向迭代器)

支持++和--

相关容器有:list、map、set
3. random_access_iterator(随机访问迭代器)

支持++、--还有+和-

相关容器有:vector、deque