【C++】-------反向迭代器的模拟实现（补充）

news2024/11/16 22:23:14

前言

一、反向迭代器接口（用户层）

二、模拟实现

三、以vector模拟实现为例

四、总结

前言

在vector和list的接口中我们实际上有说明过反向迭代器的用法，这里就有个问题，并不是只有这两个容器存在反向迭代器的。那么对于他们底层的实现我们是不是每个容器都写一个反向迭代器？

其实不是的，实际上不管你是什么容器，每个容器的反向迭代器实现的逻辑都大差不差，每一个容器都实现一段几乎相同的代码，多少有点费时费力，所以在STL库里就实现了一个适合所有具有迭代器的容器的反向迭代器！也就是迭代器适配器（和stack、queue一样的概念），你传入什么容器的正向迭代器，编译器就会适配出什么样的反向迭代器，本质是对正向迭代器的一种封装！！！！

一、反向迭代器接口（用户层）

这里在复习一下两个接口：

rbegin()+rend()

rbegin():返回最后一个元素的反向迭代器,即正向迭代器end的前一个位置。

rend():返回第一个元素之前理论元素的反向迭代器，即正向迭代器begin的前一个位置。

从上面的叙述中不难猜测出：对反向迭代器的++，实际上就是对正向迭代器的--！！

二、模拟实现

有了前面的铺垫这里直接上代码！！注意：这里的模板参数在和list的迭代器类是一样的

namespace Re
{
	// 适配器 -- 复用
	template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
	class Reverse_iterator
	{
	public:
		typedef Reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> self;

		Reverse_iterator(Iterator it)
			:_it(it)
		{}

		//*it
		Ref operator*()
		{
			Iterator tmp = _it;
			return *(--tmp);
		}

		//it->
		Ptr operator->()
		{
            //复用解引用
			return &(operator*());
		}

		//++it
		self& operator++()
		{
			--_it;//实际上这里调用正向迭代器，即:--end
			return *this;
		}
        //--it
		self& operator--()
		{
			++_it;
			return *this;
		}

        //it++ ，后置，先返回+之前的结果，所以要返回临时变量,不能引用接收   
        self operator++(int)
		{
			Iterator tmp=_it;
            --_it;
            return tmp;
		}

		self operator--(int)
		{
            Iterator tmp=_it;
			++_it;
			return tmp;
		}
		bool operator!=(const self& s)
		{
			return _it != s._it;
		}
        bool operator==(const self& s)
		{
			return _it == s._it;
		}
	private:
		Iterator _it;
	};
}

值得一提的是：它的解引用操作实际上是对前一个位置进行解引用，而不是对当前位置进行解引用！！为啥呢？其实STL库里面它真正的底层实现结构是这样的：

每个容器的反向迭代器的构造，都是采用正向迭代器的end()进行构造适配，这么做只是为形成对称结构！！！只不过在用户层，看到的是上面的那两个接口那样：rbegin返回的是最后一个元素的反向迭代器，rend返回的是第一个元素的前一个理论元素的反向迭代器！这实际上也符合迭代器存在的目的：不关心底层具体实现结构，能够采用一种统一的方式去对容器中的数据进行访问！

三、以vector模拟实现为例

这里补充它的迭代器的完整实现，list也是类似的写法，因为上面的模拟实现的反向迭代器是适合所有容器的反向迭代器，只要你有正向迭代器，传进来就能适配！！

namespace Ve
{
    template<class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef const T* const_iterator;

		// 反向迭代器适配支持
	typedef Reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
    typedef Reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;          

		const_reverse_iterator rbegin() const
		{
			
			return const_reverse_iterator(end());
		}

		const_reverse_iterator rend() const
		{
			return const_reverse_iterator(begin());
		}

		reverse_iterator rbegin()
		{
			return reverse_iterator(end());
		}

		reverse_iterator rend()
		{
			return reverse_iterator(begin());
		}

		iterator begin()
		{
			return _start;
		}

		iterator end()
		{
			return _finish;
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _start;
		}

		const_iterator end() const
		{
			return _finish;
		}
        // ...
    }
}