Итераторы

Итератором называется объект, предназначенный для перебора элементов контейнера STL (всех или некоторого подмножества). Итератор представляет некоторую позицию в контейнере. Ниже перечислены основные операторы, работу с которыми поддерживает итератор,

О * - получение элемента в текущей позиции итератора. Если элемент состоит из отдельных членов, для обращения к ним неносредственно через итератор используется оператор

О ++ - перемещение итератора к следующему элементу. Многие итераторы также поддерживают перемещение в обратном направлении, для чего используется оператор ~,

О == и != - проверка совпадений позиций, представленных двумя итераторами. О = - присваивание итератора (позиции элемента, на которую он ссылается).

Этот набор операторов в точности соответствует интерфейсу обычных указателей С и С++ при переборе элементов массива. Различие заключается в том, что итераторы могут быть умньши указателями, обеспечивающими перебор в более сложных контейнерных структурах данных. Внутреннее поведение итератора зависит от структуры данных, в которой осуществляется перебор. Таким образом, каждая разновидность контейнеров обладает собственным итератором. В каждом контейнерном классе тип итератора определяется в виде вложенного класса. В результате все итераторы обладают одинаковым интерфейсом, но имеют разные типы. В итоге мы приходим к концепции унифицированного программирования: операции выполняются с одинаковым интерфейсом, но с разными типами, что позволяет использовать шаблоны для определения унифицированных операций, работающих с произвольными типами, которые поддерживают заданный интерфейс.

Во всех контейнерных классах поддерживаются базовые функции, применяемые для перебора элементов при помощи итераторов. Ниже перечислены важнейшие из этих функций.

О begin() - возвращает итератор, установленный в начало последовательности элементов контейнера. Началом считается позиция первого элемента (если on есть).

О end() - возвращает итератор, установленный в конец последовательности элементов контейнера. Концом считается позиция за последним элементом.

Итак, функции beginO и end() определяют полуоткрытый интервал, который содержит первый элемент, но выходит за пределы последнего элемента (рис. 5.3). Полуоткрытый интервал обладает двумя достоинствами:

О появляется простое условие завершения перебора в контейнере: цикл продолжается до тех пор, пока не будет достигнута позиция end();

О предотвращается специальная обработка пустых интервалов, поскольку в пустом интервале begin() совпадает с end().

На некоторых старых платформах итераторы еще не поддерживают оператор ->.

beginO

end О

Рис. 5.3. Функции beginQ и endQ

Следующий пример демонстрирует применение итераторов. В нем выводятся значения всех элементов списка (усовершенствованная версия примера со списками, приведенного на с. 92).

stl/list2,cpp include <1ostreafn> include <l1st> using namespace std:

int mainC)

list<char> coll:

Список с символьными элементами

Присоединение элементов от а до z

for (char с=а: c<=z: ++с) ( coll,push backCc):

/* Вывод содержимого списка * - перебор всех элементов. */

list<char>::const iterator pos: for epos = coll ,begin(): pos -coll.endO: ++pos) { cout « *pos « :

cout « endl:

После того как список создан и заполнен символами от «а» до «z », все элементы выводятся в цикле for:

list<char>::const 1terator pos; for epos = coll.beginC): pos != coll.endC): ++pos) { cout « *pos « ;

Итератор pos объявляется непосредственно перед началом цикла. В объявлении выбирается тип итератора для обращения к элементам контейнерного класса без возможности модификации:

list<char>::const iterator pos:

В каждом контейнере определены два типа итераторов:

О контейнер:Aterator - используется для перебора элементов в режиме чтения/записи;

О KonmeUHepy.constJteratQT - используется для перебора элементов в режиме чтения.

Скажем, в классе list эти определения выглядят примерно так:

namespace std {

template <cla5s Т> class list ( public: typedef ... Iterator: typedef ... const iterator:

Конкретный тип итераторов iterator и constjterator зависит от реализации. В теле цикла for итератор pos инициализируется позицией первого элемента:

pos = coll.begInC);

Цикл продолжается до тех пор, пока ров не выйдет за пределы интервала контейнерных элементов:

pos != coll .endO :

В этом условии итератор pos сравнивается с конечным итератором. Оператор ++POS в заголовке цикла перемещает итератор pos к следующему элементу.

В итоге итератор pos перебирает все элементы, начиная с первого, пока не дойдет до конца (рис. 5.4). Если контейнер не содержит ни одного элемента, тело цикла не выполняется, потому что значение coll.begin() будет равным значению colI.endQ.

Рис. 5.4. Итератор pos при переборе элементов списка

В теле цикла текущий элемент представляется выражением *pos. Модификация текущего элемента невозможна, потому что итератор был объявлен с типом const iterator, а значит, с точки зрения итератора элементы являются константными. Но если объявить неконстантный итератор дляперебора неконстантных элементов, значения можно будет изменить. Пример:

Приведение всех символов в списке к верхнему регистру list<char>::iterator pos: