c++ - 迭代器循环与索引循环

Question

这个问题在这里已经有了答案:

关闭 9年前。

Possible Duplicate:
Why use iterators instead of array indices?

我正在回顾我对 C++ 的了解，我偶然发现了迭代器。我想知道的一件事是是什么让它们如此特别，我想知道为什么会这样:

using namespace std;

vector<int> myIntVector;
vector<int>::iterator myIntVectorIterator;

// Add some elements to myIntVector
myIntVector.push_back(1);
myIntVector.push_back(4);
myIntVector.push_back(8);

for(myIntVectorIterator = myIntVector.begin(); 
        myIntVectorIterator != myIntVector.end();
        myIntVectorIterator++)
{
    cout<<*myIntVectorIterator<<" ";
    //Should output 1 4 8
}

比这更好:

using namespace std;

vector<int> myIntVector;
// Add some elements to myIntVector
myIntVector.push_back(1);
myIntVector.push_back(4);
myIntVector.push_back(8);

for(int y=0; y<myIntVector.size(); y++)
{
    cout<<myIntVector[y]<<" ";
    //Should output 1 4 8
}

是的，我知道我不应该使用 std 命名空间。我刚刚从 cprogramming 网站上拿了这个例子。那么你能告诉我为什么后者更糟吗？最大的不同是什么？

Answer 1

迭代器的特殊之处在于它们提供了 algorithms and containers 之间的粘合剂。 .对于通用代码，建议使用 STL 算法的组合(例如 find、sort、remove、copy) 等执行您对数据结构(vector、list、map 等)的计算，并为您的容器提供带有迭代器的算法。

您的特定示例可以编写为 for_each 算法和 vector 容器(参见下面的选项 3)的组合，但它只是四种不同的方法之一迭代 std::vector 的方法:

1) 基于索引的迭代

for (std::size_t i = 0; i != v.size(); ++i) {
    // access element as v[i]

    // any code including continue, break, return
}

优点:熟悉 C 风格代码的人都熟悉，可以使用不同的步幅循环(例如 i += 2)。

缺点:仅适用于顺序随机存取容器(vector、array、deque)，不适用适用于 list、forward_list 或关联容器。循环控制也有点冗长(初始化、检查、增量)。人们需要注意 C++ 中基于 0 的索引。

2) 基于迭代器的迭代

for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
    // if the current index is needed:
    auto i = std::distance(v.begin(), it); 

    // access element as *it

    // any code including continue, break, return
}

优点:更通用，适用于所有容器(即使是新的无序关联容器，也可以使用不同的步幅(例如 std::advance(it, 2) );

缺点:需要额外的工作来获取当前元素的索引(对于 list 或 forward_list 可能是 O(N))。同样，循环控制有点冗长(初始化、检查、增量)。

3) STL for_each 算法 + lambda

std::for_each(v.begin(), v.end(), [](T const& elem) {
     // if the current index is needed:
     auto i = &elem - &v[0];

     // cannot continue, break or return out of the loop
});

优点:与 2 相同)加上循环控制的小幅减少(无检查和增量)，这可以大大降低您的错误率(错误的初始化、检查或增量、一个错误)。

缺点:与显式迭代器循环相同，加上循环中流量控制的有限可能性(不能使用 continue、break 或 return)并且没有用于不同步幅的选项(除非您使用迭代器适配器重载 operator++).

4) range-for 循环

for (auto& elem: v) {
     // if the current index is needed:
     auto i = &elem - &v[0];

    // any code including continue, break, return
}

优点:非常紧凑的循环控制，直接访问当前元素。

缺点:获取索引的额外语句。不能使用不同的步幅。

用什么？

对于迭代 std::vector 的特定示例:如果您确实需要索引(例如，访问上一个或下一个元素，在循环内打印/记录索引等)，或者您需要一个不同于 1 的步幅，那么我会选择显式索引循环，否则我会选择 range-for 循环。

对于通用容器上的通用算法，我会选择显式迭代器循环，除非代码在循环内不包含流控制并且需要步长 1，在这种情况下，我会选择 STL for_each + 一个 lambda。