C++STL 学习 之 迭代器(iterators)

首先要明确迭代器是一个抽象的设计概念,是一种设计模式. Design Patterns 一书中对 Iterators模式的定义如下:提供一种方法,使之能够依序访问某个容器所包含的各个元素,而无需暴露该容器的内部表达方式,也就是说,Iterators的实现依赖于具体的容器,是针对某种容器特别设计的,只是对外提供一套统一的访问接口.
此外,STL的设计思想就是将数据容器和算法分离,彼此独立设计,最后用一种方式将他们粘合在一起,而Iterators便是这其间的粘合剂.从这个角度看,Iterators设计模式正好可以胜任该目标.

1.STL中 Iterators 的设计思路

迭代器本质是一种智能指针，是一种类似指针的对象，因此，对迭代器的设计主要是实现解引用（）和成员访问(->),所以，主要的编程工作就是对operatorhe operator->进行重载

2.迭代器的相应型别（associated types）

迭代器的相应型别指的是迭代器所指之物的类型。
思考：假如要声明一个变量，该变量的类型是迭代器所指对象的类型，如何声明？解决办法：利用函数模板中的参数推导机制。

3. Traits（特性萃取）编程技巧

为了解决如何断定迭代器所指之物的类型问题，相应型别无法完美解决，引入Traits技巧
如何实现？
（1）首先，在类模板中声明一个内置类型：typedef T value_type
(2)针对原生指针，利用模板偏特化（对部分模板参数进一步限制）技术（因为原生指针无法定义内嵌类型）
（3）特性萃取实现：
template <class I>
struct iterator_traits {
typedef typename I::value_type value_type
}
偏特化实现：
template <class I>
struct iterator_traits<T*> {
typedef T value_type
}
(4)总结一下迭代器的实现：首先，对应的容器内部要实现一个内置类型，表示其存储对象的类型，这是一个约定；然后，针对迭代器不同的相应型别，利用Traits技术和偏特化技术（兼容）实现特性萃取结构体（间接封装一层，就是为了用偏特化兼容所有类型）；最后，通过萃取结构体就可以萃取出迭代器所指之物的类型，达到目的。

4. 迭代器的五种主要相应型别（特性）

（1）value type：迭代器所指对象的类型
（2）difference type:用来表示两个迭代器之间的距离，因此可以用来表示一个迭代器的最大容量
（3）reference type：如果p是一个mutable Iterators，如果其value type为T，那么p的类型应该是T&，不应该是T（因为对于mutable变量返回的应该是左值而不是右值），同理，如果p是const Iterators，那么p类型应该为const T&
(4)pointer type:类似reference type，只不过指针类型指的是地址
（5）Iterator category：迭代器的种类类型

继承的作用：无论客户端传入哪种类型的迭代器，实际调用的都只是被继承（父类）的类型。
迭代器都可以继承它