反向迭代器：reverse_iterator的实现

前言

特点

注意事项

实现

前言

反向迭代器是一种在序列容器的末尾开始，并向前移动至序列开始处的迭代器。在C++中，反向迭代器由标准库中的容器类提供，比如vector、list、deque等。它们允许程序员以逆序遍历容器中的元素。

以下是反向迭代器的一些特点：

特点

反向遍历：反向迭代器从序列的最后一个元素开始，逐步移动到第一个元素。
操作符重载 ：C++中的反向迭代器重载了**递增（++）和递减（--）**操作符。递增操作使迭代器向序列的开始方向移动，而递减操作使其向序列的结束方向移动。
类型：反向迭代器的类型通常由容器类型加上reverse_iterator后缀表示，例如vector<int>::reverse_iterator。

注意事项

反向迭代器不支持所有的普通迭代器的操 作，例如算术操作（加、减）。
使用反向迭代器时，递增操作实际上是向序列的开始方向移动。
在C++标准库中，并不是所有容器都支持反向迭代器。只有那些支持双向迭代器（BidirectionalIterator）或随机访问迭代器（RandomAccessIterator） 的容器才提供反向迭代器。这是因为反向迭代器需要能够向前和向后遍历容器，而这两种迭代器都支持这些操作。

需要逆序访问容器元素时，它们可以简化代码并提高效率

反向迭代器有const版本和非const版本，所以我们需要实现两个版本。

实现

反向迭代器由于与正向迭代器的行为相似，因此借鉴适配器的思想，用正向迭代器实现反向迭代器

同时我们增加两个模板参数Ref Ptr，作为const T&和Const T*的区分

cpp 复制代码

template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
class ReverseIterator

成员变量就是一个被适配的正向迭代器

private:

Iterator _it;

构造函数

cpp 复制代码

	ReverseIterator(Iterator it)
		:_it(it)
	{}

用传入的模板迭代器去初始化成员

功能函数

++ --

cpp 复制代码

	Self& operator++()
	{
		--_it;
		return *this;
	}
	
	Self& operator--()
	{
		++_it;
		return *this;
	}

* ->两种解引用

为了实现对称，解引用时，解引用的是当前位置的下一个数据

cpp 复制代码

	Ref operator*()	//内部去调用普通迭代器的解引用
	{
		Iterator cur = _it;
		return *(--cur);	//返回数据的引用，不能--_it，防止迭代器错位
	}

		//->也是一种解引用
	Ptr operator->()	//返回的其实是一个指针
	{
		return &(operator*());
	}

== ！=

迭代器的比较，看看成员参数是不是一个

cpp 复制代码

	bool operator!=(const Self& s)
	{
		return _it != s._it;
	}

	bool operator==(const Self& s)
	{
		return _it == s._it;
	}

在list与vector中的使用

vector

首先我们需要展开头文件

#include "reverse_iterator.h" //反向迭代器头文件在此展开

然后利用typedef将迭代器重命名

cpp 复制代码

typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
typedef Reverse_Iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
typedef Reverse_Iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

rbegin与rend

cpp 复制代码

reverse_iterator rbegin()
{
	return reverse_iterator(end());		
}

reverse_iterator rend()
{
	return reverse_iterator(begin());
}

const_reverse_iterator rbegin() const
{
	return const_reverse_iterator(end());
}

const_reverse_iterator rend() const
{
	return const_reverse_iterator(begin());
}

其中const反向迭代器将调用const成员（end（）、begin（））

（（（（

题外话：

返回时，采用的是传值返回

自定义类型的传值返回通常是通过拷贝构造函数来实现的。当一个对象作为函数的返回值时，如果采用值返回的方式，函数内部会创建一个临时对象，这个临时对象是通过拷贝构造函数来初始化的，它是对返回对象的一个副本。这个副本具有常性（体现在引用时）

这里一个特例，这是一个匿名对象，具有常性，但是却可以调用非const成员函数。

示例：

cpp 复制代码

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        // 构造函数
    }

    MyClass(const MyClass& other) {
        // 拷贝构造函数
    }

    // 其他成员函数和成员变量...
};

MyClass createObject() {
    MyClass obj;
    // 对obj进行一些操作
    return obj; // 这里会调用拷贝构造函数来构造返回值
}

int main() {
    MyClass result = createObject(); // 接收返回值，同样会调用拷贝构造函数
    return 0;
}

在上述代码中，当createObject函数返回obj时，会调用MyClass的拷贝构造函数来构造一个临时对象，这个临时对象随后会被用来初始化main函数中的result对象。因此，在这个过程中至少会发生两次拷贝构造：一次是在函数返回时构造临时对象，另一次是在接收返回值时。

需要注意的是，现代编译器通常会对此类操作进行优化，比如返回值优化（NRVO，Named Return Value Optimization）或者拷贝省略（copy elision），从而避免不必要的拷贝，以提高性能。在C++11及以后的版本中，这种优化是被标准所允许的，甚至在某些情况下是强制的。

示例2：

iterator begin() { return iterator(_head->_next); }

产生临时对象后：

这个临时对象会在表达式结束时被销毁，但是因为这是在一个返回语句中，所以返回的对象会被用来初始化函数调用的结果。这样，当函数调用者接收这个返回值时，他们实际上是在接收一个复制构造的 iterator 临时对象 ，而不是原始的返回对象。接收时，会使用拷贝构造等手段完成接收。

））））

list

同样得展开头文件

#include "reverse_iterator.h" //对应头文件内容在此展开

cpp 复制代码

typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;
typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
typedef Reverse_Iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;	//把我的迭代器传给这个全局的类
typedef Reverse_Iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

Reverse_Iterator这个模板类已经在此文件中展开，因此在list类中可以直接使用这个类模板，并借助自身的成员去实例化这个模板类。

cpp 复制代码

		reverse_iterator rbegin() 
		{						//强调对称
			return reverse_iterator(end());		//借助end（）迭代器构造反向迭代器
		}

		reverse_iterator rend()
		{
			return reverse_iterator(begin());
		}

		const_reverse_iterator rbegin() const	//const迭代器
		{
			return const_reverse_iterator(end());	//调用的是const函数end()
		}

		const_reverse_iterator rend() const
		{
			return const_reverse_iterator(begin());	
		}