给定一个指向元素的指针，你能找到列表元素的迭代器吗？

Question

这个问题可能是不言自明的，但是如果我有一个std::list<T> 对象，是否有任何标准方法来获取一个元素的迭代器，给定一个指向该元素的T* 值？

如果T 是用户定义的类型，似乎取消引用指针并使用find_if 可以完成这项工作，但这对我来说似乎效率低下。如果您尝试按值在容器中查找元素，那么您需要遍历容器直到找到某些内容是有道理的。但是如果你有一个指针，直觉上感觉应该有一个更直接的方法。我的基本理解使我认为列表项的迭代器和它的指针之间应该有一些一对一的关系，因为列表在 STL 中是双向链接的，但我真的没有太多支持这一点。

我对 C++ 迭代器不是很熟悉，所以如果有人能解释为什么有或没有办法做到这一点，那将会很有帮助。

编辑： Potatoswatter 提供了一个很好的 C++11 解决方案，但如果有任何 C++03 兼容的解决方案可用，我仍然很感兴趣。

Answer 1

没有标准算法可以在满足条件的范围内找到迭代器。 find 使用元素的值，但这根本不是一回事。 find_if 带有比较地址的 lambda 可以工作。

编写通用版本很容易：

template< typename iter, typename t >
iter iterator_from_ptr( iter first, iter last, t * ptr ) {
    while ( first != last ) {
        // For C++03 compatibility, use &* first instead of addressof.
        if ( std::addressof( * first ) == ptr ) return first;
        ++ first;
    }
    return last;
}

用法：iterator_from_ptr( my_list.begin(), my_list.end(), ptr )。

正如你提到的，它是低效的，具体来说是 O(N)。加快速度违反了 C++ 的规则：您有一个指向 std::list 节点成员的对象的指针，而 list::iterator 实际上是指向 std::list 节点的指针。但是（通常）没有办法从指向成员的指针变为指向整个对象的指针。 （更不用说阻碍迭代器的抽象了。）

Answer 2

std::find() 中的 <algorithm> 是否适合您？如果值类型实现了operator==，它应该可以工作。

#include <algorithm>
auto it = std::find(list.begin(), list.end(), *ptr);

Answer 3

虽然我不推荐以下功能，但此功能可以满足您的要求。它依赖于列表实现的知识，所以它真的只是一个有趣的练习，不应该依赖于生产代码:)

template <typename T>
typename list<T>::iterator iteratorFromPtr(T* a)
{
 auto offset = offsetof(_List_node<T>, _M_data);
 void* ptr = (void*)a;
 ptr -= offset;
 return _List_iterator<T>(static_cast<_List_node<T>*>(ptr));
}

编辑：使用 gcc-4.8.2 测试。

Answer 4

你必须在你的类中定义/实现迭代器。如果我不想实现迭代器，我通常会使用指针。