准备知识
什么是迭代器？
-
迭代器是链接容器和算法的桥梁，所有的算法都通过迭代器操作容器中的数据
-
迭代器是一种智能指针，最重要的操作符重载就是
operator*,operator-> -
迭代器的实现需要知道容器的具体细节，因此每一种容器都对应自己特有的迭代器，但是迭代器的接口是一致的
Traits编程技巧
-
目的：提取出容器中存放的数据类型
-
核心是使用模板技术，在编译期就确认需要调用的函数
-
嵌套从属名称：
template <typename T> class Data { typedef T value_type; }; template <typename T> class Type { // typename T::value_type 就是一个嵌套从属名称，其中的typename不能掉 // 理解模板类型中使用模板类型 typedef typename T::value_type value_type; }; int main() { Type<Data<int>>::value_type a(); // a()表示一个类型为int的变量 }
占位参数实现函数重载
-
占位参数是函数参数，只是这种参数只有参数类型，没有参数名
-
占位参数同样属于参数列表，可以实现重载
// int是占位参数 void print(int) { cout << "void print(int)" << endl; } void print() { cout << "void print()" << endl; } int main() { print(1); // 调用void print(int) print(); // 调用void print() }
源码
常用的迭代器相应类型
-
一般在迭代器中常用的容器类型一共5种
template <class I> struct iterator_traits { typedef typename I::iterator_category iterator_category; typedef typename I::value_type value_type; typedef typename I::difference_type difference_type; typedef typename I::pointer pointer; typedef typename I::reference reference }; /* value_type：迭代器所指数据类型 difference_type：表示两个迭代器之间距离的类型 reference：数据内容本身类型 pointer：与reference对应的指针类型 iterator_category： Input Iterator：只读 Output Iterator：只写 Forward Iterator：可读可写，只能前进，每次前进一个单位 Bidirectional Iterator：可读可写，双向移动，每次移动一个单位 Random Access Iterator：可读可写，双向移动，每次移动多个单位 */
- 由于原生的指针类型并没有提供者5种类型的定义，因此进行特化处理
// 实现原生指针的类型提取 template <class T> struct iterator_traits<T*> { ... typedef T* pointer; typedef T& reference; }; // 实现const指针的类型提取，去掉const属性，因为会通过迭代器操作容器中的数据 template <class T> struct iterator_traits<const T*> { ... typedef const T* pointer; typedef const T& reference; };
- 5种iterator_category的类型定义，都只是类型定义，没有任何成员
struct input_iterator_tag { }; struct output_iterator_tag { }; struct forward_iterator_tag : public input_iterator_tag { }; struct bidirectional_iterator_tag : public forward_iterator_tag { }; struct random_access_iterator_tag : public bidirectional_iterator_tag { };
iterator完整代码
-
迭代器类型相关代码
// 五种迭代器类型 struct input_iterator_tag {}; struct output_iterator_tag {}; struct forward_iterator_tag : public input_iterator_tag {}; struct bidirectional_iterator_tag : public forward_iterator_tag {}; struct random_access_iterator_tag : public bidirectional_iterator_tag {}; // 定义一个基础类，提供迭代器需要的类型定义，编译继承实现，防止遗漏 template <class Category, class T, class Distance = ptrdiff_t, class Pointer = T*, class Reference = T&> struct iterator { typedef Category iterator_category; typedef T value_type; typedef Distance difference_type; typedef Pointer pointer; typedef Reference reference; }; // 类型提取 template <class Iterator> struct iterator_traits { typedef typename Iterator::iterator_category iterator_category; typedef typename Iterator::value_type typedef typename Iterator::difference_type typedef typename Iterator::pointer typedef typename Iterator::reference }; // 针对原生指针的特化处理 template <class T> struct iterator_traits<T*> { typedef random_access_iterator_tag iterator_category; typedef T value_type; typedef ptrdiff_t difference_type; typedef T* pointer; typedef T& reference; }; // 针对const指针的特化处理 template <class T> struct iterator_traits<const T*> { typedef random_access_iterator_tag iterator_category; typedef T value_type; typedef ptrdiff_t difference_type; typedef const T* pointer; typedef const T& reference; }; // 该函数非常方便的提取某个迭代器的类型iterator_category template <class Iterator> inline typename iterator_traits<Iterator>::iterator_category iterator_category(const Iterator&) { typedef typename iterator_traits<Iterator>::iterator_category category; return category(); } // 该函数非常方便的提取某个迭代器的类型difference_type template <class Iterator> inline typename iterator_traits<Iterator>::difference_type* distance_type(const Iterator&) { return static_cast<typename iterator_traits<Iterator>::difference_type*>(0); } // 该函数非常方便的提取某个迭代器的类型value_type template <class Iterator> inline typename iterator_traits<Iterator>::value_type* value_type(const Iterator&) { return static_cast<typename iterator_traits<Iterator>::value_type*>(0); }
- advance函数
// 迭代器前进 template <class InputIterator, class Distance> inline void advance(InputIterator& i, Distance n) { __advance(i, n, iterator_category(i)); } // radom迭代器前进 template <class RandomAccessIterator, class Distance> inline void __advance(RandomAccessIterator& i, Distance n, random_access_iterator_tag) { i += n; } // bidirectional迭代器前进 template <class BidirectionalIterator, class Distance> inline void __advance(BidirectionalIterator& i, Distance n, bidirectional_iterator_tag) { if (n >= 0) while (n--) ++i; else while (n++) --i; } // input迭代器前进 template <class InputIterator, class Distance> inline void __advance(InputIterator& i, Distance n, input_iterator_tag) { while (n--) ++i; }
- distance函数
// 计算迭代器之间的距离 template <class InputIterator> inline iterator_traits<InputIterator>::difference_type distance(InputIterator first, InputIterator last) { typedef typename iterator_traits<InputIterator>::iterator_category category; return __distance(first, last, category()); } // 计算random迭代器之间的距离 template <class RandomAccessIterator> inline iterator_traits<RandomAccessIterator>::difference_type __distance(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, random_access_iterator_tag) { return last - first; } // 计算Input迭代器的距离 template <class InputIterator> inline iterator_traits<InputIterator>::difference_type __distance(InputIterator first, InputIterator last, input_iterator_tag) { iterator_traits<InputIterator>::difference_type n = 0; while (first != last) { ++first; ++n; } return n; }
-
-
不属于标准的STL，属于SGI STL的私有代码
-
技术和iterator_traits技术相同，只是定义的类型不同，作用场合不同
-
如POD就是__type_traits中定义的一种类型
-
部分代码如下：
-
struct __true_type { }; struct __false_type { }; template <class type> struct __type_traits { typedef __true_type this_dummy_member_must_be_first; typedef __false_type has_trivial_default_constructor; typedef __false_type has_trivial_copy_constructor; typedef __false_type has_trivial_assignment_operator; typedef __false_type has_trivial_destructor; typedef __false_type is_POD_type; // 是否是POD类型 }; __STL_TEMPLATE_NULL struct __type_traits<char> { typedef __true_type has_trivial_default_constructor; typedef __true_type has_trivial_copy_constructor; typedef __true_type has_trivial_assignment_operator; typedef __true_type has_trivial_destructor; typedef __true_type is_POD_type; }; __STL_TEMPLATE_NULL struct __type_traits<signed char> { typedef __true_type has_trivial_default_constructor; typedef __true_type has_trivial_copy_constructor; typedef __true_type has_trivial_assignment_operator; typedef __true_type has_trivial_destructor; typedef __true_type is_POD_type; }; __STL_TEMPLATE_NULL struct __type_traits<unsigned char> { typedef __true_type has_trivial_default_constructor; typedef __true_type has_trivial_copy_constructor; typedef __true_type has_trivial_assignment_operator; typedef __true_type has_trivial_destructor; typedef __true_type is_POD_type; }; __STL_TEMPLATE_NULL struct __type_traits<short> { typedef __true_type has_trivial_default_constructor; typedef __true_type has_trivial_copy_constructor; typedef __true_type has_trivial_assignment_operator; typedef __true_type has_trivial_destructor; typedef __true_type is_POD_type; }; // ... 每种基本类型都有定义 // 对原生的指针类型进行定义 template <class T> struct __type_traits<T*> { typedef __true_type has_trivial_default_constructor; typedef __true_type has_trivial_copy_constructor; typedef __true_type has_trivial_assignment_operator; typedef __true_type has_trivial_destructor; typedef __true_type is_POD_type; };