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C++ STL | STL迭代器（lterator）

news 2025/8/12 10:40:10

一、什么是迭代器（Iterator）？
二、迭代器的定义与类型别名
三、迭代器的基本操作
- 主要操作符
四、迭代器的遍历与用法实例
- 1. 基本遍历（推荐用法）
- 2. 反向遍历
- 3. 常量遍历（只读）
- 4. 范围for循环（C++11）
- 5. 通过算法（如sort）
五、迭代器的分类及容器支持情况
六、注意事项与易错点
七、综合示例
八、总结
九、参考文献

一、什么是迭代器（Iterator）？

迭代器是C++ STL中用于遍历和操作容器元素的一种对象，本质上类似于“普通指针”，用于“指向”容器的元素。
它屏蔽了容器底层的数据结构差异，为各种容器提供了统一的访问接口。

作用：

遍历容器中的元素
访问、修改容器中的元素
作为STL算法（如sort、find等）的桥梁

二、迭代器的定义与类型别名

每种容器都内置有自己的迭代器类型，通常通过如下方式定义：

std::vector<int>::iterator it;         // 普通迭代器（可读可写）
std::vector<int>::const_iterator cit;  // 常量迭代器（只读）
std::vector<int>::reverse_iterator rit;// 反向迭代器

推荐使用auto自动推导（C++11及以上）：

auto it = v.begin();

三、迭代器的基本操作

begin(): 指向容器第一个元素
end(): 指向容器最后一个元素的下一个位置
rbegin(): 反向迭代器，指向最后一个元素
rend(): 反向迭代器，指向第一个元素的前一个位置
cbegin()/cend(): 常量迭代器

主要操作符

*it：解引用，访问元素
it++ / ++it：移动到下一个元素
it-- / --it：（双向迭代器及以上）移动到上一个元素
it1 == it2：判断相等

四、迭代器的遍历与用法实例

1. 基本遍历（推荐用法）

std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";
}

2. 反向遍历

for (auto rit = v.rbegin(); rit != v.rend(); ++rit) {std::cout << *rit << " ";
}

3. 常量遍历（只读）

for (auto it = v.cbegin(); it != v.cend(); ++it) {std::cout << *it << " ";
}

4. 范围for循环（C++11）

for (const auto& x : v) {std::cout << x << " ";
}

5. 通过算法（如sort）

std::sort(v.begin(), v.end());

五、迭代器的分类及容器支持情况

迭代器类型	支持操作	代表容器
输入迭代器	只读，单向++	istream_iterator
输出迭代器	只写，单向++	ostream_iterator
前向迭代器	读写，单向++	forward_list, unordered_set/map
双向迭代器	读写，++/–	list, set, map
随机访问迭代器	读写，++/–，+n,-n,[]	vector, deque, array
连续迭代器（C++17）	物理内存连续	vector, array

说明：

vector、deque支持随机访问（如v[5]），list、set等不支持。
unordered_set/map只支持前向迭代器。
list/set/map支持双向迭代器，可以++也可以–。

六、注意事项与易错点

迭代器失效问题
- vector/deque插入、删除元素时，原有迭代器可能失效（指向无效内存）。
- list插入不会使其它迭代器失效，删除只影响被删元素的迭代器。
- set/map插入不会失效，删除只影响被删元素的迭代器。
不同容器的迭代器不可混用
- 例如不能用vector的迭代器操作list的元素。
常量迭代器不能修改元素
- const_iterator只能读取，不能通过*it修改元素值。
STL算法与迭代器配合
- 大部分STL算法（如sort、find、reverse）都通过迭代器操作，需传入起止迭代器。

七、综合示例

#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>int main() {std::vector<int> v = {3, 1, 4, 2};// 排序std::sort(v.begin(), v.end());// 正向遍历for(auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;// 反向遍历for(auto rit = v.rbegin(); rit != v.rend(); ++rit) {std::cout << *rit << " ";}std::cout << std::endl;// 范围forfor(const auto& x : v) {std::cout << x << " ";}std::cout << std::endl;// 查找auto pos = std::find(v.begin(), v.end(), 2);if (pos != v.end()) std::cout << "Found: " << *pos << std::endl;return 0;
}