目錄
🚪什么是迭代器？
🔧 迭代器的本質
為什么不用普通數組或下標？
STL容器的迭代器并不是共用一個類型！
迭代器的類型（Iterator Categories）
📦 常見容器的迭代器類型
? 迭代器最常用的動作
🚸 初學者推薦寫法：使用 auto 和 范圍for
🚪什么是迭代器？
迭代器 = “智能指針”，用來一個一個地訪問容器中的元素。
你可以想象迭代器像是容器中的“手指”或“光標”：
-
指著某個元素
-
可以向前走（甚至有些還能往后走）
-
能取出或修改元素
?示例對比：用數組 vs 用迭代器
int arr[] = {10, 20, 30};
for (int i = 0; i < 3; i++) {std::cout << arr[i];
}
改成 vector + 迭代器寫法：?
std::vector<int> v = {10, 20, 30};
for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {std::cout << *it;
}
-
v.begin()：返回指向第一個元素的迭代器 -
v.end()：返回“超出最后一個元素的下一個位置”的迭代器 -
*it：表示取出當前指向的元素 -
++it：移動到下一個元素
🔧 迭代器的本質
迭代器是一個類類型（不是基本類型）
雖然它看起來像指針（用 *it 解引用，用 ++it 移動），但它本質上是一個 C++ 類對象，封裝了訪問容器內部元素的邏輯。
🚩你可以這樣理解：
| 指針 | 迭代器 |
|---|---|
| 訪問數組元素 | 訪問容器元素 |
用 *ptr 獲取值 | 用 *it 獲取元素 |
| 是內建類型 | 是類類型（有重載了 *, ++, == 等操作符） |
🎓 舉個例子看看類型：
std::vector<int> v = {1, 2, 3};
auto it = v.begin();
-
it實際的類型是std::vector<int>::iterator -
你可以打印：
std::cout << typeid(it).name() << std::endl;
輸出可能是：__gnu_cxx::__normal_iterator<int*, std::vector<int>>
🔍 它是一個內部實現的類，封裝了指針行為，但比裸指針更安全、更通用。
為什么不用普通數組或下標？
STL 有很多不同的容器：鏈表、哈希表、紅黑樹……
它們里面的元素并不一定支持下標 []，但每種容器都提供了“迭代器”接口，你可以統一方式遍歷。
| 容器 | 支持下標？ | 支持迭代器？ |
|---|---|---|
vector | ? | ? |
list | ? | ? |
set | ? | ? |
map | ? | ? |
每個容器都有自己專屬的迭代器類型，std::vector<T>::iterator? 這種寫法是訪問這個類型的一種方式。
STL容器的迭代器并不是共用一個類型！
| 容器類型 | 對應迭代器類型 |
|---|---|
std::vector<T> | std::vector<T>::iterator |
std::list<T> | std::list<T>::iterator |
std::set<T> | std::set<T>::iterator |
std::map<K,V> | std::map<K,V>::iterator |
std::vector<int>::iterator it; // vector 的迭代器
std::list<double>::iterator it2; // list 的迭代器
為什么不統一一個 iterator 類型呢？
👉 因為不同容器的內部結構不同（如數組 vs 鏈表 vs 紅黑樹），它們的迭代器行為也不同。比如：
-
vector支持隨機訪問 (it + 3) -
list只支持前后移動（++it,--it）
?
迭代器的類型（Iterator Categories）
STL 根據迭代器的能力，把迭代器分成 五類，從弱到強如下：
| 類型 | 功能 | 示例容器 |
|---|---|---|
InputIterator | 單向只讀 | istream_iterator |
OutputIterator | 單向只寫 | ostream_iterator |
ForwardIterator | 單向讀寫 | forward_list |
BidirectionalIterator | 可雙向移動 | list, set, map |
RandomAccessIterator | 支持隨機訪問 it+n, it1-it2 | vector, deque, array |
💡 STL 算法會根據迭代器的種類選擇最優的操作方式。
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📦 常見容器的迭代器類型
| 容器 | 支持的迭代器類型 |
|---|---|
vector, deque, array | 隨機訪問迭代器（RandomAccessIterator） |
list | 雙向迭代器（BidirectionalIterator） |
forward_list | 單向迭代器（ForwardIterator） |
set, map, multimap, multiset | 雙向迭代器（BidirectionalIterator） |
unordered_map, unordered_set | 同樣為雙向迭代器 |
隨機訪問迭代器（vector）：?
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
auto it = v.begin();
std::cout << *(it + 2); // 輸出：3
?雙向迭代器（list）：
std::list<int> l = {1, 2, 3};
auto it = l.end(); --it;
std::cout << *it; // 輸出：3
?單向迭代器（forward_list）：
std::forward_list<int> fl = {1, 2, 3};
auto it = fl.begin();
++it; // 可以前進，但不能后退
? 迭代器最常用的動作
| 操作 | 含義 |
|---|---|
it = container.begin() | 取得起始位置的迭代器 |
it != container.end() | 判斷是否結束 |
++it | 移動到下一個元素 |
*it | 獲取當前指向的元素 |
std::vector<int> nums = {5, 10, 15};
for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";
}
| 操作 | 說明 |
|---|---|
--it | 移動到上一個元素（雙向或更強迭代器） |
it == it2, it != it2 | 比較兩個迭代器 |
it + n, it - n | 隨機訪問（僅支持隨機訪問迭代器） |
std::distance(it1, it2) | 兩個迭代器之間的距離 |
std::advance(it, n) | 將迭代器移動 n 個位置（支持不同迭代器類型） |
🚸 初學者推薦寫法：使用 auto 和 范圍for
從 C++11 開始，可以讓寫法更簡單！
? 用 auto 簡化迭代器聲明：
for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it)
? 更簡單的方法：范圍for（推薦）：
范圍 for 是 C++11 引入的一種簡潔寫法，用于遍歷容器或數組。它讓你不需要寫迭代器、不需要用下標，直接訪問每一個元素。?
for (元素類型 變量名 : 容器) {// 使用變量名代表當前元素
}
傳統寫法（使用迭代器）：?
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {std::cout << *it << "\n";
}
?范圍 for 寫法：
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
for (int x : v) {std::cout << x << "\n";
}
?范圍 for 背后的原理：
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {int x = *it;...
}
所以它仍然依賴迭代器，只不過幫你“自動寫好了”。
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