C++ primer 查漏补缺十四：顺序容器操作

容器的类型别名

size_type

size_type 无符号整数类型，足够保存此种容器类型最大可能容器大小
使用方法

	string  s("hello world");
	//计算容器中存储元素长度
	string::size_type len = s.size();
	string::size_type len1=s.length();
	cout << "s.size()= " << len << endl;
	cout << "s.length()= " << len1 << endl;
	//下标访问
	string::size_type pos1 = -1;//输出会直接报错，因为是无符号整型
	string::size_type pos = 1;
	//如果将一个负值n赋值给一个无符号整型，该负值n会自动转化为一个比较大的无符号值
	cout << "pos= "<<pos1<< endl;
	cout << "s[pos]= " << s[pos] << endl;

为什么不用int变量来保存string的size呢？

使用int变量的问题是：有些机器上的int变量的表示范围太小，甚至无法存储实际并不长的string对象。如在有16位int型的机器上，int类型变量最大只能表示32767个字符的string对象。而能容纳一个文件内容的string对象轻易就能超过这个数字，因此，为了避免溢出，保存一个string对象的size的最安全的方法就是使用标准库类型string：：size_type().

一点注意：虽然是在学习标准库string的时候巧遇了size_type类型，但是，其实vector库也可以定义size_type类型，在vector库中还有一个difference_type类型，该类型用来存储任何两个迭代器对象间的距离，所以是signed类型的。

什么是size_t类型呢？

其实本质上和size_type没有多大区别。其实size_t和size_type类似，size_t 类型定义在cstddef头文件中,该文件是C标准库的头文件stddef.h的C++版本.它是一个与机器相关的unsigned类型,其大小足以保证存储内存中对象的大小。

difference_type

带符号整数类型，足够保存两个迭代器之间的距离

	vector<int> v(10, 1);
	vector<int>::difference_type len = v.begin() - v.end();
	vector<int>::difference_type len1 = v.end() - v.begin();
	cout << "begin-end= " << len << endl;
	cout << "end-begin= " << len1 << endl;

stl中的size_type,difference_type和value_type，reference
STL | difference_type的使用

value_type

是一种Traits 编程技法：可以用来获得一个 类型 的相关信息的

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//一般的模板定义： 
template <typename T>
class myIterator
{
    
    
 ...
};

//加入内嵌类型
template <typename T>
class myIterator2
{
    
    
      typedef  T value_type; 
...
};

如果需要获取模板的类型就可以通过 myIterator2::value_type 得到
好处是，假如要设计一个通用的算法，比如加法，返回对应的类型就可以：

template <typename T>
typename myIterator2<T>::value_type add(myIterator2<T> i)
{
    
    
 ...
}

这样就能适应所有类型了

Traits 编程技法+模板偏特化+template参数推导+内嵌型别编程技巧
深入解析C++的type_traits

reference

reference 元素的左值类型；与value_type& 含义相同
const_reference 元素的const左值类型，即const value_type&

iterator

iterator 和 const_iterator 下面说

构造函数

默认构造函数

C c;
//例如
vector<int>  a

拷贝构造函数

C c1(c2) ;
C c1=c2; 
//例子
vector<int> a{
    
     1,2,3 };
vector<int> b(a); 
vector<int> b = a;

列表初始化

C c1{
    
    a,b,c,d,...}
//例子
vector<const char*> articles{
    
     "a","an","the" };

迭代器初始化

C c1(b,e); //b e为迭代器
//例子
vector<const char*> articles = {
    
     "a","an","the" };
forward_list<string> words(articles.begin(), articles.end());

迭代器

分类

迭代器按照定义方式分成以下四种。

1. 正向迭代器，定义方法如下：
   容器类名::iterator 迭代器名;

2. 常量正向迭代器，定义方法如下：
   容器类名::const_iterator 迭代器名;

3. 反向迭代器，定义方法如下：
   容器类名::reverse_iterator 迭代器名;

4. 常量反向迭代器，定义方法如下：
   容器类名::const_reverse_iterator 迭代器名;

例子
声明一个迭代器

vector<int>::iterator  iter;

获取某个对象的迭代器

vector<int> v; 
iter=v.begin()
// or
iter = v.end();

范围 begin,end

一个迭代器范围(iterator range)由一对迭代器表示，两个迭代器分别指向同一个容器中的元素或者是尾元素之后的位置(one past the last element)。这两个迭代器通常被称为begin和end ，它们标记了容器中元素的个范围。

第二个迭代器end 从来都不会指向范围中的最后一个元素，而是指向尾元素之后的位置。迭代器范围中的元素包含first所表示的元素以及从first开始直至last(但不包含last)之间的所有元素。
这种元素范围被称为左闭合区间(left-inclusive interval),其标准数学描述为
$$[begin,end)$$
表示范围自begin开始，于end之前结束。迭代器begin和end必须指向相同的容器。
end可以与begin指向相同的位置，但不能指向begin之前的位置。

begin和end有多个版本：带r的版本返回反向迭代器以c开头的版本则返回const迭代器：

const iterator和常量指针差不多，能读取但不能修改它所指的元素值。相反，iterator的对象可读可写。

如果vector对象或string对象是一个常量，只能使用const iterator;如果vector对象或string对象不是常量，那么既能使用iterator也能使用const iterator。

标准迭代器的操作符

迭代器二分搜索例子

//text必须有序  vector<string> ，sought是要查找的值
//begin和end表示我们搜索的范围
auto begin = text.begin();
auto end = text.end();
auto mid = text.begin() + (end - begin) / 2; //初始状态下的中间点
//当还有元素尚未检查并且我们还没有找到sought时执行循环
while(mid != end && *mid != sought)
{
    
    
    if(sought < *mid) //要查找的元素在前半部分吗
        end = mid; //如果在前半部分，忽略后半部分
    else
        begin = mid + 1;
    mid = begin + (end - begin) / 2;
}

迭代器可能失效

在向容器添加元素后：

1. 如果容器是vector或string,且存储空间被重新分配，则指向容器的迭代器、指针和引用都会失效。如果存储空间未重新分配，指向插入位置之前的元素的迭代器、指针和引用仍有效，但指向插入位置之后元素的迭代器、指针和引用将会失效。
2. 对于deque,插入到除首尾位置之外的任何位置都会导致迭代器、指针和引用失效。如果在首尾位置添加元素，迭代器会失效，但指向存在的元素的引用和指针不会失效。
3. 对于list和forward_list,指向容器的迭代器（包括尾后迭代器和首前迭代器)、指针和引用仍有效。.

当我们从一个容器中删除元素后，指向被删除元素的迭代器、指针和引用会失效，这亥不会令人惊讶。毕竟，这些元素都已经被销毁了。当我们删除一个元素后：

1. 对于list和forward_list,指向容器其他位置的迭代器（包括尾后迭代器和首前迭代器)、引用和指针仍有效。
2. 对于deque,如果在首尾之外的任何位置删除元素，那么指向被删除元素外其他元素的迭代器、引用或指针也会失效。如果是删除deque的尾元素，则尾后迭代器也会失效，但其他迭代器、引用和指针不受影响：如果是删除首元素，这些也不会受影响。
3. 对于vector和string,指向被删元素之前元素的迭代器、引用和指针仍有效。注意：当我们删除元素时，尾后迭代器总是会失效。

C++ 迭代器失效及解决办法