C++——反向迭代器

news2024/10/12 11:23:29

1.回顾

template<class T>
struct __list_iterator
{
	typedef list_node<T> Node;
	typedef __list_iterator<T> self;
	Node* _node;
 
	__list_iterator(Node* node)
		:_node(node)
	{}
 
	self& operator++()
	{
		_node = _node->_next;
		return *this;
	}
 
	T& operator*()
	{
		return _node->_data;
	}
 
	bool operator!=(const self& s)
	{
		return (_node != s._node);
	}
};

2.list的反向迭代器

2.1库中反向迭代器的使用

int main()
{
	list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);

	list<int>::reverse_iterator rit = lt.rbegin();
	while (rit != lt.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		rit++;
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

2.2模拟实现

复用已经实现的迭代器实现反向迭代器

使用正向迭代器适配出反向迭代器

2.2.1反向迭代器

//reverse_iterator.h

#pragma once
//适配器模式
//使用正向迭代器适配出一个反向迭代器

// vector::iterator 适配出 vector 的 ReverseIterator
// list::iterator 适配出 list 的 ReverseIterator
// ...

template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
class ReverseIterator
{
public:
	typedef ReverseIterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;

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

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

	//普通迭代器和const迭代器的唯一区别：
	//一个是可读可写，另一个是只读的

	Ref operator*()//这里不知道T和Iterator的关系
	{
		return *_it;
	}

	Ptr operator->()
	{
		//return _it->operator();//???
		return _it.operator->();//这里只能显式调用
	}

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

private:
	Iterator _it;
};

2.2.2 list

//list.h

#pragma once
//编译器为了节省编译时间，只会向上查找
#include"reverse_iterator.h"

namespace jxy
{

template<class T>
class list//list的框架本质是封装+运算符重载
{
	typedef list_node<T> Node;

public:
	typedef __list_iterator<T,T&,T*> iterator;
	typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;

	//反向的普通迭代器
	typedef ReverseIterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
	//反向的const迭代器
	typedef ReverseIterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

	//普通迭代器使用普通的适配
	//const的使用const适配

	reverse_iterator rbegin()
	{
		//构造
		return reverse_iterator(--end());
	}

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

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

	const_reverse_iterator rend() const
	{
		return const_reverse_iterator(end());//注意end()的类型
	}

private:
	Node* _head;
	size_t _size;
};
}

2.3测试反向迭代器

int main()
{
	jxy::list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);

	jxy::list<int>::iterator it = lt.begin();
	while (it != lt.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	jxy::list<int>::reverse_iterator rit = lt.rbegin();
	while (rit != lt.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

2.4测试const反向迭代器

void func(const jxy::list<int>& lt)
{
	jxy::list<int>::const_reverse_iterator rit = lt.rbegin();
	while (rit != lt.rend())
	{
		//迭代器指向的内容不能修改
		//*rit += 10;

		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	jxy::list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);

	func(lt);

	return 0;
}

3.vector的反向迭代器

3.1模拟实现

与list迭代器类似，直接CV一份

#pragma once
#include"reverse_iterator.h"
#include<assert.h>
namespace jxy
{

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


typedef ReverseIterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
typedef ReverseIterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

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

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

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

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

		//注意：越界不是在编译时报错

		iterator begin()
		{
			return _start;
		}

		iterator end()
		{
			return _finish;
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _start;
		}

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

}

此时出现了问题，编译不通过

3.2C++编译器的特殊处理

//演示这个特殊处理
class A
{
public:
	A(int a=0)
		:_a(a)
	{}

	void Print()
	{
		cout << "A" << endl;
	}

private:
	int _a;
};


int main()
{

	A();//A的一个临时对象
	//匿名对象也是一个临时对象

	那么它具不具有常性？它具有常性，证明如下：

	//A& ref = A(1);//这里不能给它取别名
	const A& ref = A(); //但加上const就可以了

	这里体现了const属性


	能不能调用非const成员函数？
	//按理说是不能的，因为有权限的放大
	A(1).Print();//但事实上却是可以调用，这就很奇怪

	这里又没有体现const属性


	可以认为这里是C++处理的一个特例
	A(1).Print();
	//因为存在使用匿名对象去调用函数的需求，所以这里做出了特殊处理

	return 0;
}

3.3修改

所以要对vector的反向迭代器进行修改。

list的反向迭代器也可以修改，但要重载运算符 - ，而且在意义上是不建议重载的

#pragma once
#include"reverse_iterator.h"
#include<assert.h>
namespace jxy
{

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


typedef ReverseIterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
typedef ReverseIterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

		reverse_iterator rbegin()
		{
			//构造
			//return reverse_iterator(--end());
			return reverse_iterator(end()-1);
			//所以这里改为减一即可
		}

		reverse_iterator rend()
		{
			//return reverse_iterator(--begin());
			return reverse_iterator(begin()-1);
		}

		const_reverse_iterator rbegin() const
		{
			//return const_reverse_iterator(--end());
			return const_reverse_iterator(end()-1);
		}

		const_reverse_iterator rend() const
		{
			//return const_reverse_iterator(--begin());
			return const_reverse_iterator(begin()-1);
		}

		//注意：越界不是在编译时报错

		iterator begin()
		{
			return _start;
		}

		iterator end()
		{
			return _finish;
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _start;
		}

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


int main()
{
//就和这里类似

	int a = 10;
	--a;//变量可以--
	a - 1;//也可以-1

	//--10;  //报错，10是常量
	10 - 1;//可以 

	return 0;
}

3.4测试反向迭代器

void func(const jxy::vector<int>& lt)
{
	jxy::vector<int>::const_reverse_iterator rit = lt.rbegin();
	while (rit != lt.rend())
	{
		//迭代器指向的内容不能修改
		//*rit += 10;

		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;
}


int main()
{
	jxy::vector<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);

	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	func(lt);

	return 0;
}

4.SGI版本库中反向迭代器的实现

乍看库中的实现，vector会越界

list没有访问到第一个值，而且访问了哨兵位，是随机值

但实际上，这只是另外一种实现方式，它拥有自己的优势

为避免上述情况，在其中访问元素时，访问的是前一个位置

5.依照库中的思路再次模拟实现

5.1反向迭代器

//reverse_iterator.h

#pragma once


template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
class ReverseIterator
{
public:
	typedef ReverseIterator<Iterator, Ref, Ptr> Self;

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

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

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

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

	Ptr operator->()
	{
		return &(operator*());
	}

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

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

private:
	Iterator _it;
};

5.2vector反向迭代器

#pragma once
#include"reverse_iterator.h"
#include<assert.h>

namespace jxy
{

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


    typedef ReverseIterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
    typedef ReverseIterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

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

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

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

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

		iterator begin()
		{
			return _start;
		}

		iterator end()
		{
			return _finish;
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _start;
		}

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

5.3list反向迭代器

//list.h

#pragma once
#include"reverse_iterator.h"

namespace jxy
{

template<class T>
class list//list的框架本质是封装+运算符重载
{
	typedef list_node<T> Node;

public:
	typedef __list_iterator<T,T&,T*> iterator;
	typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;

	//反向的普通迭代器
	typedef ReverseIterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
	//反向的const迭代器
	typedef ReverseIterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

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

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

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

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

private:
	Node* _head;
	size_t _size;
};
}

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