c++中迭代器(iterator)是什么_STL迭代器概念与使用方法详解

迭代器是C++ STL中用于访问容器元素的通用机制,类似于指针,可遍历和操作数据。它统一了不同容器的访问方式,支持解引用、递增、递减、比较等操作。STL定义五类迭代器:输入、输出、前向、双向和随机访问迭代器,功能由弱到强。vector、list、map等容器提供begin()、end()等方法获取迭代器,用于正向或反向遍历。C++11支持auto简化声明,范围for循环底层也基于迭代器实现。使用时需注意避免解引用end()、容器修改导致迭代器失效等问题,尤其是插入删除后原迭代器可能无效,引发未定义行为。迭代器是STL算法与容器之间的桥梁,广泛应用于sort、find等算法中,掌握其用法可提升C++编程效率。

c++中迭代器(iterator)是什么_STL迭代器概念与使用方法详解

迭代器(Iterator)是C++ STL中用于访问容器元素的一种通用机制,它类似于指针,可以指向容器中的某个元素,并通过递增、递减等操作遍历整个容器。理解迭代器是掌握STL使用的关键一步。

迭代器的基本概念

迭代器是一种抽象的概念,它将“遍历”和“访问”数据的方式统一起来。不同的容器(如vector、list、set等)内部结构不同,但都可以通过迭代器以相同的方式进行访问。

你可以把迭代器看作是一个指向容器中元素的“游标”,通过它可以读取或修改元素值,并能移动到下一个或上一个位置。

每种STL容器都定义了自己的迭代器类型,例如:

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  • vector::iterator:用于 vector 容器
  • list::iterator:用于 list 容器
  • map::iterator:用于 map 容器

所有迭代器都支持一些基本操作:

  • *it:解引用,获取当前指向的元素值
  • ++it 或 it++:向前移动一位
  • –it 或 it–:向后移动一位(部分迭代器不支持)
  • it1 == it2:判断两个迭代器是否指向同一位置
  • it1 != it2:判断是否指向不同位置

常见迭代器类型

根据功能强弱,STL将迭代器分为五类:

  • 输入迭代器(Input Iterator):只能读取一次数据,单向移动(如istream_iterator)
  • 输出迭代器(Output Iterator):只能写入数据,单向移动(如ostream_iterator)
  • 前向迭代器(Forward Iterator):可多次读写,仅支持 ++ 操作(如slist、unordered容器)
  • 双向迭代器(Bidirectional Iterator):支持 ++ 和 –,可前后移动(如list、set、map)
  • 随机访问迭代器(Random Access Iterator):支持指针算术运算,如 +n、-n、[n] 等(如vector、deque)

功能由弱到强,vector 的迭代器是最强大的之一。

迭代器的使用方法

大多数容器提供以下成员函数来获取迭代器:

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  • begin():返回指向第一个元素的迭代器
  • end():返回指向最后一个元素后一个位置的迭代器(即尾后迭代器)
  • rbegin() / rend():反向迭代器,用于逆序遍历

示例:用迭代器遍历vector

 #include <iostream> #include <vector> using namespace std; <p>int main() { vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>for (vector<int>::iterator it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {     cout << *it << " "; } cout << endl;  return 0;

}

C++11 起可用 auto 简化写法:

 for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {     cout << *it << " "; } 

范围for循环(底层仍使用迭代器):

 for (const auto& val : nums) {     cout << val << " "; } 

注意事项与常见错误

使用迭代器时要注意以下几点:

  • 不要对 end() 进行解引用 —— 它不指向有效元素
  • 容器修改后(如插入、删除),原有迭代器可能失效
  • 不同容器的迭代器能力不同,比如 vector 不支持 — 操作在某些情况下会出错
  • 避免使用已失效的迭代器,否则引发未定义行为

示例:迭代器失效问题

 vector<int> v = {1, 2, 3, 4}; auto it = v.begin(); v.push_back(5);  // 可能导致内存重新分配,原 it 失效 cout << *it;     // 错误!使用了失效的迭代器 

基本上就这些。迭代器是连接算法和容器的桥梁,STL中的很多算法(如sort、find、copy)都依赖迭代器工作。掌握它的使用方式,能让你更高效地编写C++代码。

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