用distance和advance把const_iterator转化成iterator

有些容器成员函数只接受iterator作为参数，而不是const_iterator。那么，如果你只有一const_iterator，而你要在它所 指向的容器位置上插入新元素呢？也就是如何把const_iterator转化为iterator呢？并不存在从const_iterator到 iterator之间的隐式转换，所以你必须成为这次行动的主角。

我知道你在想什么。你正在想，“每当无路可走的时候，就举起大锤！”。在C++的世界里，你的意思只能
是：映射。这种想法很可耻。真不知道你是哪儿学来的。

让我们面对困扰在你面前的问题。看看当你把一个const_iterator映射为iterator时会发生什么：

typedef deque<int> IntDeque; // 方便的typedef
typedef IntDeque::iterator Iter;
typedef IntDeque::const_iterator ConstIter;
ConstIter ci; // ci是const_iterator

Iter i(ci); // 错误！没有从const_iterator到iterator隐式转换的途径
Iter i(const_cast<Iter>(ci)); // 仍是个错误！不能从const_iterator映射为iterator！

这里只是以deque为例，但是用其它容器类——list、set、multiset、map、multimap甚至散列表容器的结果一样。使用映射的行也许在vector或string的代码时能够编译，但这是我们马上要讨论的非常特殊的情形。

包含映射的代码不能通过编译的原因在于，对于这些容器而言，iterator和const_iterator是完全不同的类。它们之间并不比string 和complex<float>具有更多的血缘关系。在两个毫无关联的类之间进行const_cast映射是荒谬的，所以 reinterpret_cast、static_cast甚至C风格的映射也会导致同样的结果。

唉，不能编译的代码对于vector和string容器来说也许能够通过编译。那是因为通常情况下大多数实现都会采
用真实的指针作为那些容器的迭代器。就这种实现而言，vector<T>::iterator是T*的typedef，而 vector<T>::const_iterator是const T*的typedef，string::iterator是char*的typedef，而string::const_iterator是const char*的typedef。在这种实现的情况下，用const_cast把const_iterator映射成iterator当然可以编译而且没有问 题，因为const_iterator与iterator之间的const_cast映射被最终解释成const T*到T*的映射。但是，即使是在这种实现中，reverse_iterator和const_reverse_iterator也是真正的类，所以你仍 然不能直接用const_cast把const_reverse_iterator映射成reverse_iterator。而且，这些实现通常只会在 Release模式时才使用指针表示vector和string的迭代器。所有这些事实表明，把const迭代器映射为迭代器是病态的，即使是对 vector和string来说也是，因为移植性很值得怀疑。

如果你得到一个const_iterator并且可以访问它所指向的容器，那么有一种安全的、可移植的方法获取它所对
应的iterator，而且，用不着陷入类型系统的转换。下面是解决思路的本质，虽然在它编译前还要稍作修
改：

typedef deque<int> IntDeque; // 和以前一样
typedef IntDeque::iterator Iter;
typedef IntDeque::const_iterator ConstIter;
IntDeque d;
ConstIter ci;
 // 让ci指向d
Iter i(d.begin()); // 初始化i为d.begin()
advance(i, distance(i, ci)); // 把i移到指向ci位置（但请留意下面关于为什么在它编译前要调整的原因）

这种方法看上去非常简单，直截了当，也很让人吃惊吧。要得到与const_iterator指向同一位置的iterator，首先将iterator指向 容器的起始位置，然后把它向前移到和const_iterator距离容器起始位置的偏移量一样的位置即可！这个任务得到了两个函数模板advance和 distance的帮助，它们都在<iterator>中声明。distance返回两个指向同一个容器的iterator之间的距离； advance则用于将一个iterator移动指定的距离。如果i和ci指向同一个容器，那么表达式advance(i, distance(i, ci))会将i移动到与ci相同的位置上。

如果这段代码能够通过编译，它就能完成这种转换任务。但似乎事情并不那么顺利。想知道为什么，先来看
看distance的定义：

template<typename InputIterator>
typename iterator_traits<InputIterator>::difference_type distance(InputIterator first, InputIterator last);

不要被这个函数的长达56个字符的返回类型卡住，也不用理会difference_type是什么东西。取而代之的是，把注意力集中在参数的类型InputIterator：

template<typename InputIterator>
typename iterator_traits<InputIterator>::difference_type
distance(InputIterator first, InputIterator last);

当遇到distance调用时，你的编译器需要根据使用的实参类型推断出InputIterator的类型。再来看看我所说的不太正确的distance调用：

advance(i, distance(i, ci)); // 调整i，指向ci位置

有 两个参数传递给distance，i和ci。i的类型是Iter，即deque<int>::iterator的typedef。对编译器来 说，这表明调用distance的InputIterator是deque<int>::iterator。但ci是ConstIter，即 deque<int>::const_iterator的typedef。这表明那个InputIterator是deque< int>::const_iterator。InputIterator不可能同时有两种不同的类型，所以调用distance失败。一般会造成一 些冗长的出错信息，可能会也可能不会说明是编译器无法得出InputIterator是什么类型。

要顺利地调用distance，你需要排除歧义。最简单的办法就是显式的指明distance调用的模板参数类型，从而避免编译器自己得出它们的类型：

advance(i, distance<ConstIter>(i, ci));

我们现在知道了怎么通过advance和distance获取const_iterator相应的iterator了。但另一个我们现在一直避开却很值的 考虑的实际问题是：这个技巧的效率如何？答案很简单。取决于你所转换的究竟是什么样的迭代器。对于随机访问的迭代器（比如vector、string和 deque的）而言，这是常数时间的操作。对于双向迭代器（也就是，所有其它容器和包括散列容器的一些实现）而言，这是线性时间的操作。因为它可能花费线 性时间的代价来产生一个和const_iterator等价的iterator，并且因为如果不能访问const_iterator所属的容器这个操作就 无法完成。从这个角度出发，也许你需要重新审视你从const_iterator产生iterator的设计。