迭代器 - 语言基础

在 STL 中，迭代器（Iterator）用来访问和检查 STL 容器中元素的对象，它的行为模式和指针类似，但是它封装了一些有效性检查，并且提供了统一的访问格式。类似的概念在其他很多高级语言中都存在，如 Python 的 `__iter__` 函数，C# 的 `IEnumerator` 。

## 基础使用

迭代器听起来比较晦涩，其实迭代器本身可以看作一个数据指针。迭代器主要支持两个运算符：自增 ( `++` ) 和解引用（单目 `*` 运算符），其中自增用来移动迭代器，解引用可以获取或修改它指向的元素。

指向某个 [STL 容器](#)	`container` 中元素的迭代器的类型一般为 `container::iterator` 。

迭代器可以用来遍历容器，例如，下面两个 for 循环的效果是一样的：

```cpp
vector<int> data(10);

for (int i = 0; i < data.size(); i++)
	cout << data[i] << endl;	// 使用下标访问元素

for (vector<int>::iterator iter = data.begin(); iter != data.end(); iter++)
	cout << *iter << endl;	// 使用迭代器访问元素
// 在C++11后可以使用 auto iter = data.begin() 来简化上述代码
```

###+warning "`auto` 在竞赛中的使用"
> 大部分选手都喜欢使用 `auto` 来代替繁琐的迭代器声明。但是需要注意的是， `auto` 需要 **C++11** 版本，而 NOI 系列比赛在评测时使用的是 **C++98** 。

>	NOI官网上最新的 [NOI系列活动标准竞赛环境](http://www.noi.cn/newsview.html?id=559&hash=E4E249&type=11) 明确了C++编译器版本为G++ 4.8.4，且编译指令为 `g++ test.cpp -o test` ，并没有携带 `--std=c++11` 参数，而gcc从6.0版本起才将默认版本修改为C++14。
>	
>	因此，在比赛时使用 `auto` 时需要注意 CE 爆零的风险。

## 分类

在 STL 的定义中，迭代器根据其支持的操作依次分为以下几类：

- InputIterator（输入迭代器）：只要求支持拷贝、自增和解引访问。
- OutputIterator（输出迭代器）：只要求支持拷贝、自增和解引赋值。
- ForwardIterator（向前迭代器）：同时满足 InputIterator 和 OutputIterator 的要求。
- BidirectionalIterator（双向迭代器）：在 ForwardIterator 的基础上支持自减（即反向访问）。
- RandomAccessIterator（随机访问迭代器）：在 BidirectionalIterator 的基础上支持加减运算和比较运算（即随机访问）。

### "为什么输入迭代器叫输入迭代器？"
> “输入”指的是“可以从迭代器中获取输入”，而“输出”指的是“可以输出到迭代器”。

> “输入”和“输出”的施动者是程序的其它部分，而不是迭代器自身。

其实这个“分类”并不互斥——一个“类别”是可以包含另一个“类别”的。例如，在要求使用向前迭代器的地方，同样可以使用双向迭代器。

不同的 [STL 容器](#) 支持的迭代器类型不同，在使用时需要留意。

指针满足随机访问迭代器的所有要求，可以当作随机访问迭代器使用。

## 相关函数

很多 [STL 函数](#) 都使用迭代器作为参数。

可以使用 `next(it)` 获取向前迭代器 `it` 的后继。

可以使用 `prev(it)` 获取双向迭代器 `it` 的前驱。

[STL 容器](#) 一般支持从一端或两端开始的访问，以及对 [const 修饰符](/const/) 的支持。例如容器的 `begin()` 函数可以获得指向容器第一个元素的迭代器， `rbegin()` 函数可以获得指向容器最后一个元素的反向迭代器， `cbegin()` 函数可以获得指向容器第一个元素的 const 迭代器， `end()` 函数可以获得指向容器尾端（“尾端”并不是最后一个元素，可以看作是最后一个元素的后继；“尾端”的前驱是容器里的最后一个元素，其本身不指向任何一个元素）的迭代器。

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