迭代器标记

类别：迭代器	组件类型：概述

摘要

注意，迭代器标记函数distance_type, value_type和iterator_category是访问与迭代器关联的类型信息的较旧方法：它们是在原始 STL 中定义的。然而，草案 C++ 标准定义了一个不同且更方便的机制iterator_traits。出于向后兼容性的原因，支持这两种机制[2]，但最终将移除较旧的机制。

描述

迭代器的类别是其所建模的最具体概念：输入迭代器、输出迭代器、前进迭代器、双向迭代器或随机访问迭代器。此信息在 C++ 类型系统中通过定义五个类别标记类型来表示，input_iterator_tag, output_iterator_tag, forward_iterator_tag, bidirectional_iterator_tag和random_access_iterator_tag其中每个都对应于这些概念之一。[3]

函数iterator_category接收一个参数，一个迭代器，并返回对应于该迭代器类别的标记。也就是说，它返回一个random_access_iterator_tag如果其参数是一个指针，一个bidirectional_iterator_tag如果其参数是一个list::iterator等等。Iterator_traits以略微不同的方式提供相同的信息：如果I是一个迭代器，则iterator_traits<I>::iterator_category是一个嵌套typedef: 它属于五个类别标记类型之一。

迭代器的值类型是当迭代器解除引用时返回的对象类型。（参见输入迭代器要求中的讨论。）理想情况下，可能想要value_type只接受一个自变量，迭代器，并返回迭代器的值类型。不幸的是，这是不可能的：一个函数必须返回一个对象，类型并非对象。相反，value_type返回该值(T*) 0其中T是自变量的值类型。iterator_traits然而，类没有这个限制iterator_traits<I>::value_type是一种类型，而不是值。它是一种嵌套的typedef类型，并可在变量声明中用作函数的自变量类型或返回值类型，并可用于 C++ 类型可用于的任何其他方式。

(请注意，对于 输出迭代器，value_type函数不需要定义，因为 输出迭代器 不必拥有值类型。同样，iterator_traits<I>::value_type通常定义为voidI当

是一个输出迭代器时）distance_type迭代器的距离类型或差异类型（这些术语同义）是用于表示两个迭代器之间距离的类型。（请参阅 输入迭代器 要求中的讨论。）该函数value_type返回此信息的形式与一致：它的自变量是一个迭代器，它返回该值其中(Distance*) 0Distance是迭代器的距离类型。同样，iterator_traits<I>::difference_typeI是

的距离类型。value_type恰如distance_type，该函数I对于 输出迭代器，不需要定义，如果是迭代器的距离类型。同样，是 输出迭代器，通常定义为可以定义为

。 输出迭代器 不需要拥有距离类型。iterator_category, value_type和distance_type必须为每种类型的迭代器提供函数value_type。（不过正如上文所述，distance_type和不必为 输出迭代器 提供。）从根本上说，这仅仅是重载问题：任何定义新迭代器类型的人必须为此定义那三个函数。实际上，还有一个更方便的方法。STL 定义了五个基类，, output_iterator, input_iterator, forward_iterator和bidirectional_iteratorrandom_access_iteratoriterator_category, value_type和distance_type。函数

为那些基类定义。因此，效果是，如果您正在定义新类型的迭代器，您可以简单地从那些基类之一派生它，则迭代器标记函数将自动得到正确定义。这些基类不包含任何成员函数或成员变量，因此从其中的一个派生不应产生任何开销。（同样，请注意，基类仅为定义迭代器的人们的方便提供。如果您定义了一个类Iterforward_iterator它是一种新型 双向迭代器，您不必从基类iterator_category, value_type和distance_type已为类型（同样，请注意，基类仅为定义迭代器的人们的方便提供。如果您定义了一个类的参数正确定义，并从（同样，请注意，基类仅为定义迭代器的人们的方便提供。如果您定义了一个类派生forward_iterator通常是做到这一点的最便利的方式。）

示例

    template <class ForwardIterator1, class ForwardIterator2, class ValueType>
    inline void __iter_swap(ForwardIterator1 a, ForwardIterator2 b, ValueType*) {
	ValueType tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
    }

    template <class ForwardIterator1, class ForwardIterator2>
    inline void iter_swap(ForwardIterator1 a, ForwardIterator2 b) {
	__iter_swap(a, b, value_type(a));
    }

本示例使用iterator_traits执行完全相同的事情。注意它简单多少：不再需要辅助函数。

    template <class ForwardIterator1, class ForwardIterator2>
    inline void iter_swap(ForwardIterator1 a, ForwardIterator2 b) {
        iterator_traits<ForwardIterator1>::value_type tmp = *a;
        *a = *b;
        *b = tmp;    
    }

本示例使用iterator_category迭代器标记函数reverse可针对双向迭代器或随机访问迭代器实施，但随机访问迭代器的算法更有效率。因此，reverse被编写为分派给迭代器类别。该分派在编译时进行，且不应产生任何运行时开销。

    template <class BidirectionalIterator>
    void __reverse(BidirectionalIterator first, BidirectionalIterator last, 
		   bidirectional_iterator_tag) {
	while (true)
	    if (first == last || first == --last)
		return;
	    else
		iter_swap(first++, last);
    }

    template <class RandomAccessIterator>
    void __reverse(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last,
		   random_access_iterator_tag) {
	while (first < last) iter_swap(first++, --last);
    }

    template <class BidirectionalIterator>
    inline void reverse(BidirectionalIterator first, BidirectionalIterator last) {
	__reverse(first, last, iterator_category(first));
    }

在这种情况下，iterator_traits在任何实质性方面都不会不同：仍需要使用辅助函数来分派给迭代器类别。唯一的区别是将顶级函数更改为

    template <class BidirectionalIterator>
    inline void reverse(BidirectionalIterator first, BidirectionalIterator last) {
	__reverse(first, last, 
                  iterator_traits<first>::iterator_category());
    }

概念

类型

• 不必为 输出迭代器 提供。）从根本上说，这仅仅是重载问题：任何定义新迭代器类型的人必须为此定义那三个函数。实际上，还有一个更方便的方法。STL 定义了五个基类，
• output_iterator
• input_iterator
• forward_iterator
• bidirectional_iterator

• output_iterator_tag
• input_iterator_tag
• forward_iterator_tag
• bidirectional_iterator_tag
• random_access_iterator_tag

• iterator_traits

函数

• iterator_category
• value_type
• distance_type

备注

[1] 输出迭代器既没有距离类型也没有值类型；事实上，在很多方面，输出迭代器并不是真正的迭代器。输出迭代器没有值类型，因为无法从输出迭代器获取值，只能通过它写入值。同样，它们没有距离类型，这是因为无法找出从一个输出迭代器到另一个输出迭代器的距离。求距离需要比较相等，而输出迭代器不支持operator==.

[2] 该iterator_traits类依赖于一种称为部分专门化的 C++ 特性。当今许多编译器都没有实现完整标准；特别是，许多编译器不支持部分专门化。如果您的编译器不支持部分专门化，那么您将无法使用iterator_traits，并且您将不得不继续使用较早的迭代器标记函数。

[3] 注意，该列表中不包含平凡迭代器。平凡迭代器概念仅出于概念清晰的目的而引入；STL 实际上没有定义任何平凡迭代器类型，因此不需要平凡迭代器标记。事实上，有一个强有力的理由不定义它：C++ 类型系统没有提供任何方法来区分作为一个平凡迭代器（即一个不属于数组一部分的对象的指针）使用的指针和作为一个随机访问迭代器使用的指针。对于数组来说，

另请参见