迭代器 = 指针？或者它是什么？

Question

C++ 中的迭代器是指针吗？我问的原因是似乎没有人完全理解迭代器是什么。这只是他们所说的“事物”或“价值”。但是迭代器只是指向元素，指向它的位置。当我们取消引用它时，就像查看迭代器指向的内容一样。

这个比喻正确吗？

Answer 1

简短的回答是：

• 指针是一种迭代器。
• 因此可以将指针用作迭代器。
• 指针具有迭代器以外的属性。

历史

历史上，我们有 C 指针，当 C++ 发明时，它被改编成 C++。指针表示内存中的一个位置，因此可以用作数组中的一个位置。

后来，在 1990 年代，一种称为“迭代器概念”的思想被引入 C++。 “迭代器概念”与称为 STL 的库（后来被标准库吸收）和称为“泛型编程”的范例有关。迭代器概念的灵感来自 C 指针，用于表示容器中的位置，如 vector、deque 等，就像 C 指针如何表示数组中的位置一样。 迭代器概念经过精心设计以兼容 C 指针，因此我们现在可以说 C 指针模型迭代器概念。

迭代器概念

理解迭代器概念的一种简化方法是，如果一种数据类型支持操作和行为列表，例如它表示容器中的一个位置，并允许对元素进行某种访问，则它可以称为迭代器。

通过精心设计的迭代器概念，C 指针实现了该列表。因此，指针是一种迭代器。

迭代器概念只是对类型的一组要求，意味着您可以通过 C++ 的数据抽象能力创建自己的迭代器。

指针的其他属性

指针还有其他属性，与迭代器概念无关。

指针的一个重要用途是表达引用语义，即引用远程内存位置中的对象。这种指针的使用后来被认为是不安全的，并导致了“智能指针”的发明。通过比较智能指针和迭代器，我们可以发现它们是完全不相关的概念。

指针的另一个用途是引用原始内存位置。这对于应用程序编程来说是完全不安全的，但对于微控制器编程来操作硬件来说却是必不可少的工具。

Answer 2

没有。迭代器不仅仅是“一个指针”。

在某些情况下，迭代器可以是一个指针——但它可以更多。迭代器是指针作用的概括。

当您增加一个指针时，它会前进到内存中的下一个位置（以您正在处理的对象的大小为模）。当您增加迭代器时，它会前进到“序列中的下一个元素”。如果您正在使用链表，它将前进到列表中的下一个元素。如果您正在使用地图或集合，则到地图/集合中的下一个元素，依此类推。

Answer 3

迭代器比指针更通用。在它不是指针的情况下，它只是一个具有自定义operator++()、operator++(int)、operator--()、operator--(int)、operator->()、operator*() 等的普通类。您可以实现您的任何行为我喜欢这些运营商。这里没有什么神奇的。

Answer 4

迭代器只是一个可用于迭代容器中元素的对象。有不同类别的迭代器。不同之处在于它们支持哪些操作，例如使用 Forward 迭代器，您可以使用 ++ 从一个元素转到下一个元素，使用 Random 访问迭代器，您可以一步从一个元素转到另一个元素。

http://www.cplusplus.com/reference/iterator/

迭代器通常是包含一个指针的结构，该指针被赋予一个通用接口，容器可以使用该接口来遍历它们的元素。不过，情况并非总是如此。在标准容器的一些实现中，std::vector::iterator，例如iterator仅仅被定义为typedef T* iterator

实际上，指针和迭代器之间的区别实际上取决于迭代器的实现。

Answer 5

在 C 中，您可以使用带有指针变量的简单 for 循环来遍历数组，如下所示：

int arr[MAX];

for (int* p = arr; p < arr + MAX; ++p)
{
    do_something_with(*p);
}

这是因为数组连续存储在内存中。但对于其他类型的数据结构——链表、树、哈希表等——移动到容器的下一个元素的代码比简单的++ 更复杂。

C++ 迭代器类似于指针，但它泛化到所有类型的容器。

std::set<int> s;

for (std::set<int>::const_iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it)
{
    do_something_with(*it);
}

其中std::set<T>::const_iterator 是一个重载了++ 和* 运算符的类，因此它看起来像一个指向数组元素的指针。在幕后，++ 运算符跟随集合内部树结构中的链接移动到下一个元素。

std::vector 和 std::string 类也有迭代器，但因为这些类是经典数组的包装器，所以它们很可能只是相应指针类型的 typedef。

迭代器也可以用于循环中迭代变量以外的事情。例如，容器通常有一个 find 方法，该方法将迭代器返回到它找到的对象。