【CPP_STL篇】总结可遍历STL所有容器的迭代器（反向迭代器的模拟+实现）

AL流云。2025-01-04 8:49

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每日鸡汤：火车就是这样离我们很近，又离我们很远，中间像是留有期待，留有着人生注定需要的某种时间。

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一：STL_迭代器

我们知道STL共有六大组件：

我们已经了解了几个容器和配接器的用法，其中容器就是为了存储数据的，分为数组型，链表型，树形......。

那么存储完数据，是不是就应该访问数据了呢？使得，STL中可使用迭代器访问任意容器的数据。

迭代器：封装封闭底层实现的复杂细节，用统一简单的方式来访问容器。

我们以前在模拟的时候就发现了，string 和 vector的迭代器就是原生指针。

而list的迭代器是自定义类型

下面就根据list容器来"配置"一个我们 自己的反向迭代器。

二：反向迭代器

因为我们当时已经写了一个正向迭代器了，那么就不再需要再重新手搓一个反向的了，只需要复用当时正向迭代器的代码即可。所以目前最大的问题就是如何将反向迭代器与正向迭代器互联起来，形成一个联系，通过这个联系使得反向迭代器复用正向迭代器的代码。想必大家都能够想到，使两个"对象"他们产生联系最好用也是唯一的方法就是使用模板类型实例化，即：

cpp 复制代码 
template<class Iterator>
class ReverseIterator
{
public:
    ReverseIterator(Iterator it)    // 将"一个正向的迭代器传至反向迭代器内中，对其进行相关特殊操作，使其具有反向迭代器的独特性质"
        :_it(it)
    {}

    // ...
private:
    Iterator _it;
}

即：就相当于=> 通过正向迭代器去适配反向迭代器。

代码如下：

cpp 复制代码 
#pragma once

template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
class ReverseIterator
{
public:
	typedef ReverseIterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;
	
	ReverseIterator(Iterator it)
		:_it(it)
	{}

	// ++ != *
	Self& operator++()
	{
		--_it;
		return *this;
	}
	Self& operator++(int)
	{
		Self tmp(*this);
		--_it;
		return tmp;
	}

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

	Ref operator*()
	{
		Iterator cur = _it;
		return *(--cur);
	}

	Ptr operator->()
	{
		return &(operator*());
	}

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

private:
	Iterator _it;
};

list类内iterator迭代器板块

cpp 复制代码 
	template<class T>
	class list
	{
		typedef list_node<T> Node;
	public:
		///
		// Iterators板块
		typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;
		typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;

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


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

		const_iterator begin() const { return const_iterator(_head->_next); }
		const_iterator end() const { return const_iterator(_head); }

		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()); }

        // .........

    }

分析代码：具体式图请移至：CSDN博客汇总/反向迭代器reverse_iterator/CSDN_reverse_iterator/反向迭代器学习板书.png · 阿林/C++代码仓 - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

整个list的大概详略图：

三：测试反向迭代器是否适应于每一个容器

3.1：测试string类

cpp 复制代码 
	// 测试反向迭代器
	void test_const(const string& st)
	{
		string::const_iterator it = st.begin();
		while (it != st.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;

		string::const_reverse_iterator rit = st.rbegin();
		while (rit != st.rend())
		{
			cout << *rit << " ";
			rit++;
		}
		cout << endl;
	}

	void test_reverse_iterator()
	{
		string str = "hello world";
		string::iterator it = str.begin();
		while (it != str.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;

		string::reverse_iterator rit = str.rbegin();
		while (rit != str.rend())
		{
			cout << *rit << " ";
			rit++;
		}
		cout << endl;

		test_const(str);
	}

// 运行结果：
h e l l o   w o r l d
d l r o w   o l l e h
h e l l o   w o r l d
d l r o w   o l l e h

代码式样图：

3.2：测试vector类

cpp 复制代码 
	// 测试反向迭代器
	void test_const(const vector<int>& vc)
	{
		vector<int>::const_iterator it = vc.begin();
		while (it != vc.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;

		vector<int>::const_reverse_iterator rit = vc.rbegin();
		while (rit != vc.rend())
		{
			cout << *rit << " ";
			rit++;
		}
		cout << endl;
	}

	void test_reverse_iterator()
	{
		vector<int> v;
		v.push_back(1);
		v.push_back(2);
		v.push_back(3);
		v.push_back(4);
		v.push_back(15);

		vector<int>::iterator it = v.begin();
		while (it != v.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;

		vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();
		while (rit != v.rend())
		{
			cout << *rit << " ";
			rit++;
		}
		cout << endl;

		test_const(v);
	}

// 打印运行结果：
1 2 3 4 15
15 4 3 2 1
1 2 3 4 15
15 4 3 2 1

代码式样图：

3.3：测试list类

cpp 复制代码 
	void te(const list<int>& telt)
	{
		list<int>::const_iterator cit = telt.begin();
		while (cit != telt.end())
		{
			cout << *cit << " ";
			++cit;
		}
		cout << endl;

		list<int>::const_reverse_iterator crit = telt.rbegin();
		while (crit != telt.rend())
		{
			cout << *crit << " ";
			++crit;
		}
		cout << endl;
	}	
    
    void test_reverse_iterator()
	{
		list<int> lt;
		lt.push_back(1);
		lt.push_back(2);
		lt.push_back(3);
		lt.push_back(4);
		lt.push_back(5);

		list<int>::iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;

		list<int>::reverse_iterator rit = lt.rbegin();
		while (rit != lt.rend())
		{
			cout << *rit << " ";
			rit++;
		}
		cout << endl;

		te(lt);
	}

// 运行结果：
1 2 3 4 5
5 4 3 2 1
1 2 3 4 5
5 4 3 2 1

代码式样图：

以上所有的代码都存于：CSDN博客汇总/反向迭代器reverse_iterator/CSDN_reverse_iterator · 阿林/C++代码仓 - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

希望宝子们可以点一个stars呀。💖💖💖

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