迭代器模式是C++ STL的核心，提供统一方式遍历容器而不暴露底层结构。它通过begin()和end()获取迭代器，支持解引用和递增操作，实现对vector、list等容器的通用访问。STL将迭代器分为五类：输入、输出、前向、双向和随机访问，不同容器支持不同类别。例如vector具备随机访问迭代器，支持高效排序与索引；而list仅支持双向迭代，故std::sort不可用，需用其成员函数sort。算法库如std::sort、std::find均以迭代器为参数，实现与容器解耦，提升代码复用性与灵活性。现代C++还支持范围for循环，底层仍由迭代器驱动，使遍历更简洁。掌握迭代器机制是理解STL协作的关键，有助于编写高效、可维护的泛型代码。
在C++中，迭代器模式是标准模板库（STL）的核心组成部分之一。它提供了一种统一的方式来访问容器中的元素，而无需暴露底层数据结构的实现细节。通过将迭代器与STL容器结合使用，可以写出更加通用、灵活且高效的代码。
什么是迭代器模式
迭代器模式是一种行为设计模式，它让你能在不暴露集合底层表现形式（如数组、链表等）的情况下遍历其中所有元素。在C++中，迭代器本质上是一个对象，其行为类似于指针，支持解引用（*it）和递增（++it）操作。
STL为每种容器都定义了相应的迭代器类型，比如：
- std::vector::iterator
- std::list::iterator
- std::set::iterator
这些迭代器允许你以一致的方式遍历不同类型的容器。
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STL容器与迭代器的协作方式
几乎所有STL容器都提供了
begin()
和
end()
成员函数，分别返回指向第一个元素和“末尾之后”位置的迭代器。利用这两个接口，可以轻松实现范围遍历。
例如，使用
std::vector
进行遍历：
#include <vector><br>#include <iostream><br><br>int main() {<br> std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};<br> for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {<br> std::cout << *it << " ";<br> }<br> return 0;<br>}
这段代码输出：
1 2 3 4 5
。注意循环条件是
it != end()
，而不是
<=
，因为
end()
并不指向有效元素。
现代C++推荐使用范围for循环（基于迭代器）：
for (const auto& value : vec) {<br> std::cout << value << " ";<br>}
这背后仍然依赖于
begin()
和
end()
，编译器会自动展开为迭代器形式。
不同容器的迭代器类别
STL根据操作能力将迭代器分为五类：
- 输入迭代器：只能读取一次，支持++
- 输出迭代器：只能写入一次，支持++
- 前向迭代器：可多次读写，支持++（如
std::forward_list
）
- 双向迭代器：支持++和–（如
std::list
,
std::set
）
- 随机访问迭代器：支持+、-、[]、等（如
std::vector
,
std::deque
）
选择合适的容器会影响可用算法。例如，
std::sort
要求随机访问迭代器，因此不能直接用于
std::list
，但
std::list::sort
是特化的成员函数。
泛型算法与迭代器配合
STL算法（定义在
<algorithm>
中）普遍接受迭代器作为参数，实现了高度解耦。例如：
#include <algorithm><br>#include <vector><br><br>std::vector<int> data = {5, 2, 8, 1};<br>std::sort(data.begin(), data.end()); // 排序<br>auto it = std::find(data.begin(), data.end(), 8); // 查找<br>if (it != data.end()) {<br> std::cout << "Found at index: " << it - data.begin();<br>}
这种设计使得同一个算法可以作用于不同容器，只要它们提供符合要求的迭代器类型。
基本上就这些。理解迭代器如何与STL容器协同工作，是掌握现代C++编程的关键一步。它不仅提升了代码复用性，也让程序更具扩展性和可维护性。
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