目录
0. 前言
1、反向迭代器定义
2、反向迭代器需要实现的相关函数
3、反向迭代器分析
4、针对vector物理空间结构分析
5、针对list物理空间结构分析
6、反向迭代器适配器的实现及测试
0. 前言
本篇文章主要根据前面所实现的STL中支持迭代器的容器进行完善,使用了适配器原则,传递正向迭代器数据类型,从而实现反向迭代器。
STL六大组件中:包括容器(vector、list、queue、stack、string...)、配接器(容器适配器:queue、stack、deque和priority_queue)、迭代器(普通迭代器、const迭代器、反向迭代器、const反向迭代器)、仿函数(less、greater...)、算法(find、swap、sort、merge、reverse...)、空间配置器(allocator)!!!
1、反向迭代器定义
- 反向迭代器从容器的尾元素向首元素反向移动的迭代器
- 对于反向迭代器,其中递增递减的含义完全颠倒
- 递增时,会移动到前一个元素
- 递减时,会移动到后一个元素
- 解引用时,需要获取到所属位置的前一个元素
- ->操作时,获取前一个位置数据的地址
2、反向迭代器需要实现的相关函数
反向迭代器操作:
- rbegin()——指向容器最后一个元素的下一个位置
- rend()——指向首元素的位置
- crbegin()——const反向迭代器
- crend()——const反向迭代器
反向迭代器内部操作:
前置++、后置++、前置--、后置--、关系运算符!=、解引用*、操作符->等
3、反向迭代器分析
在实现list容器时,由于物理空间不连续,在实现其正向迭代器时,单独封装了一个类,而string、vector存储数据的物理空间是连续的,底层操作的实际时指向数据位置的指针。
因此,在实现反向迭代器时,难道我们要针对每个容器,在实现一个类吗?
结合上节课容器适配器的学习,我们可以根据C++类模板,传递正向迭代器,并设置多个模板参数,用于根据所传模板参数的不同,实体为不同的类,从而实现const迭代器!!!通过传递模板参数正向迭代器,我们只需要定义一个迭代器对象,复用正向迭代器的操作即可!!!对于sting、vector会自动调用其迭代器普通操作,对于list重载操作符,自动调用其重载的操作符!!!
以上操作极大提高了反向迭代器的复用性、适配性,也可称为针对迭代器的反向迭代器适配器
4、针对vector物理空间结构分析
typedef __reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator; typedef __reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator; //迭代器 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()); }
通过上述代码分析,可知rbegin()指向end()位置,rend指向begin()位置,因此遍历时,rebgin()++便调用正向迭代器所重载或默认的--,当rbegin() == rend()时,遍历结束!!!
而由于rbegin()每次指向所需数据位置的下一个位置,因此重载反向迭代器*操作时,需要使用中间变量,中间变量拷贝构造和--操作,在使用*操作,便获取到所应遍历数据位置的数据!同时也不会改变this所指向的位置!!!
在使用后置++,--操作时,需要记录前一次数据的迭代器,返回所记录的迭代器,在进行正向迭代器的反向操作
5、针对list物理空间结构分析
根据上述分析,结合list再次进行分析,rbegin()指向头节点,rend()指向头节点的下一个位置
template<class T, class Ref, class Ptr> struct __list_iterator { typedef __list_node<T> list_node; typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> iterator; list_node* _node; __list_iterator(list_node* node) :_node(node) {} bool operator!=(const iterator& it) const { return _node != it._node; } bool operator==(const iterator& it) const { return _node == it._node; } iterator& operator++() { _node = _node->_next; return *this; } iterator operator++(int) { iterator temp(*this); _node = _node->_next; return temp; } iterator& operator--() { _node = _node->_prev; return *this; } iterator operator--(int) { iterator temp(*this); _node = _node->_prev; return temp; } //T* operator->() { Ptr operator->() const { return &(operator*()); } //T& operator*() const { Ref operator*() const { return _node->_data; } //T* operator->() { Ptr operator->() { return &(operator*()); } //T& operator*() const { Ref operator*() { return _node->_data; } };
遍历时,rbegin()++即相当于end()--,通过在list正向迭代器重写的类,此时rbegin()便会反向便利、
解引用,获取到当前节点的前一个结点的数据,直到遍历到rend()结束!!!而对rend()解引用,会获取到头结点的数据,因此反向迭代器适配器同时适用所有容器!!!
6、反向迭代器适配器的实现及测试
反向迭代器的实现:
namespace Thb { //复用、适配,迭代器适配器 template<class Iterator, class Ref, class Ptr> struct __reverse_iterator { Iterator _cur; typedef __reverse_iterator<Iterator,Ref,Ptr> RIterator; __reverse_iterator(Iterator it) :_cur(it) { } RIterator& operator++() { _cur--; return *this; } RIterator& operator--() { _cur++; return *this; } RIterator operator++(int) { RIterator temp = *this; --_cur; return temp; } RIterator operator--(int) { RIterator temp = *this; ++_cur; return temp; } Ref operator*() { Iterator temp = _cur; --temp; return *temp; } Ref operator*() const { Iterator temp = _cur; --temp; return *temp; } Ptr operator->() { return &(operator*()); //return _cur.operator->(); } Ptr operator->() const { return &(operator*()); //return _cur.operator->(); } bool operator!=(const RIterator& it) { return _cur != it._cur; } }; }
反向迭代器的测试:
#include"list.h" #include"vector.h" #include"stack&&queue.h" namespace std { void testListReverse() { int arr[] = { 3,2,7,6,0,4,1,9,8,5 }; Thb::list<int> ls(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); Thb::list<int>::iterator it = ls.begin(); while (it != ls.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; auto rit = ls.rbegin(); while (rit != ls.rend()) { *rit += 1; cout << *rit << " "; ++rit; } cout << endl; const Thb::list<int> ls1 = ls; auto crit = ls1.rbegin(); while (crit != ls1.rend()) { cout << *crit << " "; ++crit; } cout << endl; } void testVectorReverse() { int arr[] = { 3,2,7,6,0,4,1,9,8,5 }; Thb::vector<int> ls(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); Thb::vector<int>::iterator it = ls.begin(); while (it != ls.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; auto rit = ls.rbegin(); while (rit != ls.rend()) { cout << *rit << " "; rit++; } cout << endl; const Thb::vector<int> ls1 = ls; auto crit = ls1.rbegin(); while (crit != ls1.rend()) { cout << *crit << " "; crit++; } cout << endl; } void testConst() { int arr[] = { 3,2,7,6,0,4,1,9,8,5 }; Thb::vector<int> ls(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); const Thb::stack<int, Thb::vector<int>> st(ls); cout << st.top() << endl; } } int main() { try { std::testListReverse(); std::cout << std::endl << std::endl << std::endl; std::testVectorReverse(); std::cout << std::endl << std::endl << std::endl; std::testConst(); } catch (const std::exception& e) { std::cout << e.what() << std::endl; } return 0;