6.5. Итераторы

Итератор предоставляет обобщенный способ перебора элементов любого контейнера – как последовательного, так и ассоциативного. Пусть iter является итератором для какого-либо контейнера. Тогда

++iter;

перемещает итератор так, что он указывает на следующий элемент контейнера, а

*iter;

разыменовывает итератор, возвращая элемент, на который он указывает.

Все контейнеры имеют функции-члены begin() и end().

• begin() возвращает итератор, указывающий на первый элемент контейнера.

• end() возвращает итератор, указывающий на элемент, следующий за последним в контейнере.

Чтобы перебрать все элементы контейнера, нужно написать:

for ( iter = container. begin();

iter != container.end(); ++iter )

do_something_with_element( *iter );

Объявление итератора выглядит слишком сложным. Вот определение пары итераторов вектора типа string:

// vector<string> vec;

vector<string>::iterator iter = vec.begin();

vector<string>::iterator iter_end = vec.end();

В классе vector для определения iterator используется typedef. Синтаксис

vector<string>::iterator

ссылается на iterator, определенный с помощью typedef внутри класса vector, содержащего элементы типа string.

Для того чтобы напечатать все элементы вектора, нужно написать:

for( ; iter != iter_end; ++iter )

cout << *iter << '\n';

Здесь значением *iter выражения является, конечно, элемент вектора.

В дополнение к типу iterator в каждом контейнере определен тип const_iterator, который необходим для навигации по контейнеру, объявленному как const. const_iterator позволяет только читать элементы контейнера:

#include <vector>

void even_odd( const vector<int> *pvec,

vector<int> *pvec_even,

vector<int> *pvec_odd )

{

// const_iterator необходим для навигации по pvec

vector<int>::const_iterator c_iter = pvec->begin();

vector<int>::const_1terator c_iter_end = pvec->end();

for ( ; c_iter != c_iter_end; ++c_iter )

if ( *c_iter % 2 )

pvec_even->push_back( *c_iter );

else pvec_odd->push_back( *c_iter );

}

Что делать, если мы хотим просмотреть некоторое подмножество элементов, например взять каждый второй или третий элемент, или хотим начать с середины? Итераторы поддерживают адресную арифметику, а значит, мы можем прибавить некоторое число к итератору:

vector<int>::iterator iter = vec->begin()+vec.size()/2;

iter получает значение адреса элемента из середины вектора, а выражение

iter += 2;

сдвигает iter на два элемента.

Арифметические действия с итераторами возможны только для контейнеров vector и deque. list не поддерживает адресную арифметику, поскольку его элементы не располагаются в непрерывной области памяти. Следующее выражение к списку неприменимо:

ilist.begin() + 2;

так как для перемещения на два элемента необходимо два раза перейти по адресу, содержащемуся в закрытом члене next. У классов vector и deque перемещение на два элемента означает прибавление 2 к указателю на текущий элемент. (Адресная арифметика рассматривается в разделе 3.3.)

Объект контейнерного типа может быть инициализирован парой итераторов, обозначающих начало и конец последовательности копируемых в новый объект элементов. (Второй итератор должен указывать на элемент, следующий за последним копируемым.) Допустим, есть вектор:

#include <vector>

#include <string>

#include <iostream>

int main()

{

vector<string> svec;

string intext;

while ( cin >> intext )

svec.push_back( intext );

// обработать svec ...

}

Вот как можно определить новые векторы, инициализируя их элементами первого вектора:

int main() {

vector<string> svec;

// ...

// инициализация svec2 всеми элементами svec

vector<string> svec2( svec.begin(), svec.end() );

// инициализация svec3 первой половиной svec

vector<string>::iterator it =

svec.begin() + svec.size()/2;

vector<string> svec3 ( svec.begin(), it );

// ...

}

Использование специального типа istream_iterator (о нем рассказывается в разделе 12.4.3) упрощает чтение элементов из входного потока в svec:

#include <vector>

#include <string>

#include <iterator>

int mainQ

{

// привязка istream_iterator к стандартному вводу

istream_iterator<string> infile( cin );

// istream_iterator, отмечающий конец потока

istream_iterator<string> eos;

// инициализация svec элементами, считываемыми из cin;

vector<string> svec( infile, eos );

// ...

}

Кроме итераторов, для задания диапазона значений, инициализирующих контейнер, можно использовать два указателя на массив встроенного типа. Пусть есть следующий массив строк:

#include <string>

string words[4] = {

"stately", "plump", "buck", "mulligan"

};

Мы можем инициализировать вектор с помощью указателей на первый элемент массива и на элемент, следующий за последним:

vector< string > vwords( words, words+4 );

Второй указатель служит “стражем”: элемент, на который он указывает, не копируется.

Аналогичным образом можно инициализировать список целых элементов:

int ia[6] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 };

list< int > ilist( ia, ia+6 );

В разделе 12.4 мы снова обратимся к итераторам и опишем их более детально. Сейчас информации достаточно для того, чтобы использовать итераторы в нашей системе текстового поиска. Но прежде чем вернуться к ней, рассмотрим некоторые дополнительные операции, поддерживаемые контейнерами.

Упражнение 6.9

Какие ошибки допущены при использовании итераторов:

const vector< int > ivec;

vector< string > svec;

list< int > ilist;

(a) vector<int>::iterator it = ivec.begin();

(b) list<int>::iterator it = ilist.begin()+2;

(c) vector<string>::iterator it = &svec[0];

(d) for ( vector<string>::iterator

it = svec.begin(); it != 0; ++it )

// ...

Упражнение 6.10

Найдите ошибки в использовании итераторов:

int ia[7] = { 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8 };

string sa[6] = {

"Fort Sumter", "Manassas", "Perryville", "Vicksburg",

"Meridian", "Chancellorsvine" };

(a) vector<string> svec( sa, &sa[6] );

(b) list<int> ilist( ia+4, ia+6 );

(c) list<int> ilist2( ilist.begin(), ilist.begin()+2 );

(d) vector<int> ivec( &ia[0], ia+8 );

(e) list<string> slist( sa+6, sa );

(f) vector<string> svec2( sa, sa+6 );