C++中的迭代器

在 C++ 中，迭代器 是一种对象，用来遍历（访问和操作）容器（如 vector、list、map 等）中的元素。迭代器是一个通用工具，它允许你使用统一的方式遍历、修改和删除容器中的元素。迭代器像是指针，但比指针更灵活，能与不同类型的容器配合使用。

可以把迭代器想象成一本书中的页码，指向书中的某一页。通过移动页码，你可以访问每一页（元素）。

1、为什么要使用迭代器

1. 统一访问方式：你可以使用相同的方式来遍历不同类型的容器（比如 vector、list、set 等），因为所有容器都支持迭代器。
2. 安全性：迭代器可以提供对容器元素的安全访问，避免直接使用数组下标可能带来的越界问题。
3. 灵活性：迭代器不仅能读取元素，还能修改、删除元素，甚至支持在遍历过程中插入新元素。

2、迭代器的常见操作：

1. 初始化迭代器：通过容器提供的 begin() 方法初始化迭代器，指向容器的第一个元素。
2. 访问元素：使用解引用操作符 * 来访问迭代器指向的元素。
3. 迭代：使用 ++ 运算符将迭代器移动到下一个元素。

3、迭代器示例

示例 1：使用迭代器遍历 vector

我们先看一个使用 vector 和迭代器的简单例子：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    // 定义一个 vector 容器
    vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 创建迭代器，指向 vector 的第一个元素
    vector<int>::iterator it = vec.begin();

    // 通过迭代器遍历整个 vector
    while (it != vec.end()) {  // 当迭代器未到达容器的尾部时
        cout << *it << " ";  // 输出当前迭代器指向的元素
        ++it;  // 移动迭代器到下一个元素
    }

    cout << endl;
    return 0;
}

解释：

• vec.begin() 返回一个迭代器，指向 vector 的第一个元素。
• it != vec.end() 判断迭代器是否已遍历到 vector 的末尾，vec.end() 返回一个指向容器末尾的迭代器，它指向的不是最后一个元素，而是最后一个元素之后的位置。
• *it 解引用迭代器，获取它所指向的元素。
• ++it 将迭代器移向下一个元素。

输出：1 2 3 4 5

示例 2：使用迭代器修改元素

迭代器不仅可以用来访问元素，还可以修改它们：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 创建迭代器，指向 vector 的第一个元素
    vector<int>::iterator it = vec.begin();

    // 使用迭代器修改容器中的元素
    while (it != vec.end()) {
        *it = *it * 2;  // 将每个元素乘以 2
        ++it;
    }

    // 输出修改后的容器
    for (int i : vec) {
        cout << i << " ";
    }

    cout << endl;
    return 0;
}

输出：2 4 6 8 10

示例 3：使用 erase() 删除元素

迭代器还可以用于删除容器中的元素：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 创建迭代器，指向 vector 的第一个元素
    vector<int>::iterator it = vec.begin();

    // 删除第二个元素
    it++;  // 移动到第二个元素
    vec.erase(it);  // 使用 erase 删除迭代器指向的元素

    // 输出修改后的容器
    for (int i : vec) {
        cout << i << " ";
    }

    cout << endl;
    return 0;
}

输出：1 3 4 5