C++ 反向迭代器的设计与实现-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C++ 反向迭代器的设计与实现。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

在本文开始之前，先明晰几个 关键词 的含义（T : 模板参数）：

Ref : T& / const T&

Ptr : T* / const T*

一、反向迭代器设计的上帝视角

我们希望将 反向迭代器 设计成一种适配器——传 list::iterator 得到 list 的反向迭代器，传 vector::iterator 得到 vector 的反向迭代器。

template<class Iterator>
struct ReverseIterator
{
	Iterator cur;
    
    ReverseIterator(const Iterator& it)
        :cur(it)
    {}
};

STL 中，（正向）迭代器和反向迭代器是一种对称设计——rend() == begin() ，rbegin() == end() ：

对于反向迭代器重载++ / – ，我们只需要复用正向迭代器的 – / ++ 即可。

不过，需要注意的是，反向迭代器调用 it.operator*() 应取到 it 的前一个位置的数据（取数据时，不改变 it 的位置）。

二、运算符重载细节介绍

为了使我们的反向迭代器能快速用起来，优先实现 ++ , * , -> , != 等功能，其余以此类推。

重载 ++

template<class Iterator>
struct ReverseIterator
{
    ReverseIterator<Iterator>& operator++()
    {
        --cur;
        return *this;
	}
    
    ReverseIterator<Iterator> operator++(int)
    {
        Iterator tmp = cur;
        --cur;
        return tmp;// 存在隐式类型转换 <--> ReverseIterator<Iterator>(tmp);
	}
};

“为什么前置++ 的返回值不能是 cur ？”

error C2440: “return”: 无法从“Iterator”转换为“ReverseIterator<int *> &”

重载 * ：引入一个模版参数 Ref

template<class Iterator, class Ref>
struct ReverseIterator
{
    Ref operator*()
    {
        Iterator tmp = cur;
        --tmp;
        return *tmp;
    }
};

当 tmp 的类型是 list::iterator，我们调用的 --tmp; return *tmp; ，编译器会调用 list 迭代器的运算符重载。

重载 ->

template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
struct ReverseIterator
{
    Ptr operator->()
    {
        return &(operator*());
	}
};

重载 !=

template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
struct ReverseIterator
{
    bool operator!=(const ReverseIterator<Iterator, Ref, Ptr>& l)
    {
        return cur != l.cur;
	}
};

ReverseIterator<Iterator, Ref, Ptr> 太长太过复杂，我们可以利用 typedef 进行简化。

template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
struct ReverseIterator
{
    typedef ReverseIterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;
    bool operator!=(const Self& l)
    {
        return cur != l.cur;
	}
};

PS： typedef ... 应放在 public 区域，否则非成员函数无法使用 typedef 后的命名。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-840370.html

全部代码：

template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
struct ReverseIterator
{
	Iterator cur;

	typedef ReverseIterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;

	ReverseIterator(const Iterator& it)
		:cur(it)
	{}

	Self& operator++()
	{
		--cur;
		return *this;
	}

	Self operator++(int)
	{
		Iterator tmp = cur;
		--cur;
		return tmp;// 隐式类型转换
	}

	Self& operator--()
	{
		++cur;
		return *this;
	}

	Self operator--(int)
	{
		Iterator tmp = cur;
		++cur;
		return tmp;
	}

	Ref operator*()
	{
		Iterator tmp = cur;
		--tmp;
		return *tmp;
	}

	bool operator!=(const Self& s)
	{
		return cur != s.cur;
	}

	bool operator==(const Self& s)
	{
		return cur == s.cur;
	}

	Ptr operator->()// -> 返回数据的地址
	{
		return &(operator*());
	}
};