迭代器如何在C ++中内部工作？

Question

我无法理解迭代器在C ++中的工作原理。正如我在某些博客中读到的那样，迭代器不包含地址。如果它不包含地址，那么我们将如何精确地递增它，例如it++或++it。

让我们以向量迭代器为例。

vector<int> ::iterator it;
for(it=vec.begin(); it!=vec.end(); it++)
{
    // do something
}

如果迭代器不是包含地址的指针，那么它到底在做什么++。它存储什么。它在内部如何运作。迭代器如何精确指向向量的元素？

Answer 1

如果我们不能假定迭代器是指针，则并不意味着迭代器不能在内部依赖指针。可以将迭代器视为指针的metaphor（我们可以增量，取消引用...），然后在某些情况下（数组，向量）使用此迭代器可以简单地由指向元素的指针组成（不一定完全是这个指针，而是一个以指针作为数据成员的结构）。

主要优点是所有细节都隐藏在此[[隐喻在平凡的情况下（例如以下示例中的向量）就像我们实际使用过指针一样，但是在其他情况下（例如列表）在下面的示例中）它所做的事情可能非常不同。我们不必为此担心，我们只需以相同的方式编写代码，而且我们甚至可以编写行为相应的通用代码。

请注意，在以下示例中，迭代器的显式用法是让这里匹配您的最初问题；最好依靠真实代码中的范围循环。

/**
  g++ -std=c++17 -o prog_cpp prog_cpp.cpp \
      -pedantic -Wall -Wextra -Wconversion -Wno-sign-conversion \
      -g -O0 -UNDEBUG -fsanitize=address,undefined
**/

#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>

template<typename T>
void
display(const char *title,
        const T &container)
{
  using std::cbegin;
  using std::cend;
  std::cout << title;
  for(auto it=cbegin(container); it!=cend(container); ++it) // range-for would be better
  {
    std::cout << ' ' << *it;
  }
  std::cout << '\n';
}

int
main()
{
  const auto v=std::vector<int>{10, 20, 30, 40, 50};
  const auto l=std::list<int>{10, 20, 30, 40, 50};
  //
  std::cout << "specific v:";
  for(auto it=cbegin(v); it!=cend(v); ++it) // range-for would be better
  {
    std::cout << ' ' << *it;
  }
  std::cout << '\n';
  //
  std::cout << "specific l:";
  for(auto it=cbegin(l); it!=cend(l); ++it) // range-for would be better
  {
    std::cout << ' ' << *it;
  }
  std::cout << '\n';
  //
  display("generic v:", v);
  display("generic l:", l);
  return 0;
}