不同类型的迭代器答案

【问题标题】：Different types of iterators不同类型的迭代器
【发布时间】：2009-06-30 17:36:56
【问题描述】：

还有其他类型的迭代器吗？任何显示不同类型迭代器的链接？

我知道的唯一一个是 .NET 的 IEnumerable。

特别是对于 C#，但也欢迎所有其他人。

【问题讨论】：

你能澄清一下你所说的其他“类型”的迭代器是什么意思吗？您是指以不同方式遍历数据结构的迭代器吗？

标签： language-agnostic iterator

【解决方案1】：

迭代器是不同语言的许多不同事物。

“不仅仅是 C# 迭代器”的一个明显例子是 C++ 迭代器，它基本上是一个序列的标记。与 C# 等价物不同，它不“知道”序列从哪里开始或结束，它只知道它当前指向哪个元素，以及如何获取下一个可能是前一个元素。

这些迭代器通常成对使用（表示序列的开始/结束），如下所示：

std::vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5); // create a vector (equivalent to a C# List), and populate it with the numbers 1-5

// create two iterators, pointing to the beginning and end of this vector
std::vector<int>::iterator first = v.begin();
std::vector<int>::iterator last = v.end();

std::copy(first, last, std::ostream_iterator(std::cout)); // copy all elements found between first and last, to the standard output (in the shape of a special output iterator)

或者如果我们要手动遍历它，我们会这样做：

for (vector<int>::iterator cur = v.begin(); cur != v.end(); ++cur) {
  int val = *cur; // get the value pointed to by the iterator
  cout << val; //  print that value to the standard output
}

这个效果和第一个例子中的std::copy函数一样，但是在这里你可以看到迭代器实际上是如何在序列中移动的。有趣的是你使用了一对迭代器，所以不是有一个迭代器，而是有一个“HasNext()”、“GetCurrent”和“MoveForward”函数（或类似的），你有两个迭代器，而“HasNext”是粗略地说替换为相等测试。我们测试我们在序列中前进的迭代器是否等于给定的结束迭代器。如果是这样，我们知道我们已经到达序列的末尾。

这些迭代器进一步细分为具有不同功能的不同类型。向量的迭代器属于随机访问迭代器类别，这意味着从任何迭代器，您都可以在单个恒定时间操作中到达序列中的任何其他位置。例如，在上面的例子中，我可以通过这样做从向量的开头到结尾：

std::vector<int>::iterator last = v.begin() + 5; // advance 5 elements from begin

我也可以倒退

std::vector<int>::iterator first= v.end() - 5; // go 5 elements back from the end

然后是双向迭代器，它仍然允许您在序列中前进和后退，但一次只能一个元素（因此，您只有 ++ 和 -- 运算符，而不是 + 和 - 运算符）。例如，这些用于链接列表。没有办法在链表中以恒定时间跳过 5 个元素，因此链表实现只公开了双向迭代器，而不是随机访问。

这可以进一步缩小到前向迭代器（它只有 ++ 运算符。上面的ostream_iterator 就是一个例子。因为它包装了一个流，所以没有办法用这样的一个向后移动迭代器。

尽管大多数其他语言都实现了迭代器，但与 C# 中的迭代器非常相似。 C++ 是我所知道的唯一一个实现了更复杂（和强大）的东西

特别是，由于 C++ 迭代器与它们指向的容器分离，您可以轻松地表示子范围（例如，要表示上面向量中的前三个元素，我可以使用迭代器对 v.begin(), v.begin() + 3。另一个例子是find 函数，它在迭代器范围内搜索，并返回一个指向找到的元素的迭代器：

std::vector<int>::iterator result = std::find(v.begin(), v.end(), 3);

这个例子说要在整个向量范围内搜索第一个值为 3 的元素。它返回一个指向该元素的迭代器（如果没有找到结果，则返回结束迭代器）

这个迭代器可以与我们已有的迭代器配对，例如，我们现在可以在搜索结果和序列结尾之间的子范围内进行搜索：

std::vector<int>::iterator result2 = std::find(result + 1, v.end(), 3);

所以上面将搜索值为 3 的 next 元素，从第一个搜索结果之后的一个开始，到序列的末尾结束。当然，这样就找不到元素了，所以返回v.end()。

【讨论】：

谢谢 jalf。这就是我想知道的。如何找到有关 C++ 实现的迭代器类型的更多信息，以便了解更多信息？
嗯，好问题。你对什么感兴趣，它们是如何实现的，它们是如何使用的，或者为什么它们是这样设计的？最终的参考当然是语言标准（您可以在 Google 上以 PDF 形式找到它的草稿），但即使对于有经验的 C++ 程序员来说，阅读量也很大。所以除此之外，我能想到的最好的是谷歌或 StackOverflow。 ;) 另一个可以帮助您查找的搜索词是 STL，即它们所属的库的名称。搜索 C++ STL 迭代器之类的东西应该会给你一个起点
你也可以试试stepanovpapers.com，这个语言最初设计者的网站，几乎发明了这些迭代器。但请记住，这些概念仅在 C++ 中实现（据我所知）。其他语言有自己的迭代器形式。
我在回答中添加了更多示例，但如果您有兴趣，可以提出一个专门关于 C++ 迭代器的问题。这里有很多关于 SO 的 C++ 专家，因此您应该能够轻松获得一些出色的答案。
感谢您的更新。基本上还有其他类型的迭代器。有没有实现 GetElementAt/GetItemByIndex 等的？不同的迭代技术。还是它们都设计为只是 GetNext 和 Getprevious 项目，对所有东西都更通用？也像为什么 C# 家伙选择 MoveNext 而不是 MovePrevious 作为他们迭代的一部分。我只是不知道还有什么其他类型。

【解决方案2】：

Wikipedia has an excellent article on iterators:

在计算机科学中，迭代器是允许程序员的对象遍历 a 的所有元素集合，无论其具体执行。一个迭代器是有时称为游标，尤其是在数据库的上下文中。

它还有以下语言的代码示例：

C++

C# 和其他 .NET 语言

Java

红宝石

Python

PHP

【讨论】：

谢谢，我正在阅读，但它没有列出其他迭代器类型，例如：（猜测）一种迭代器类型必须实现，GetNext，GetPrev，并且被称为“某物”。

【解决方案3】：

Iterator 实际上是由Gang of Four 创建的设计模式的名称。设计模式只是指导方针，因此每种语言的实现方式略有不同。

但在每种语言中，您都受困于它们对内置对象的实现，您可以为自己的对象创建自己的实现。

【讨论】：