什么是迭代器

迭代器（Iterator）是一个在容器中访问元素的对象，提供了一种方法来顺序访问容器中的元素，而无需暴露容器的底层表示。

或者说 行为像指针一样的类型。可能是指针也可能是被类封装的指针，不关注容器底层细节访问容器。

迭代器在STL的地位

迭代器的价值是什么

是STL其他五个组件的粘合剂

迭代器使得编写一些通用算法成为可能，这些算法可以作用于不同类型的容器而无需改变代码。

什么是迭代器失效

迭代器失效，顾名思义，就是迭代器无效的情况。如果一个迭代器无法正确引用一个元素（比如元素已经被删除）或者迭代器的行为无法预知（如在迭代的过程中容器发生改变），我们就说这个迭代器已经失效。

迭代器失效的情况和主要原因：

1. 容器元素被删除。如果一个元素被删除，指向该元素的迭代器，引用和指针都会失效。

2. 非序列容器（如 map, set）的元素被修改。对于非序列容器，元素的值（key）是关键的部分，改变元素的值可能会改变元素在容器中的位置，这会使得指向该元素的迭代器失效。

3. 容器的内存空间被重新分配。对于某些需要连续内存空间的容器（如 vector, deque, string），如果在容器中添加元素使得容器容量不足而进行重新分配，原来的迭代器就会失效。而对于 list 和 forward_list 这样的链表结构，添加或删除元素只会影响到指向这个元素的迭代器，其他的迭代器不会失效。

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反向迭代器的原理

反向迭代器（Reverse Iterators）是一种特殊的迭代器，它将内部容器的迭代顺序反向，使得原本从前往后的顺序变为从后往前。

原理：

反向迭代器的工作原理是通过对原始迭代器进行包装，改变其 ++、--、* 等操作的语义。我们可以用 rbegin() 获取一个反向迭代器，这个迭代器指向容器的最后一个元素，然后通过 ++ 运算符可以使其向前移动，而不是向后。

迭代器分类

单向++  (Forward iterators)

forword_list 和unordered_map / unordered_set 都是单向迭代器

双向 ++ / -- (Bidirectional iterators)

map / set 和list 都是双向迭代器

随机迭代器 ++ / -- / + / - (Random-access iterators)

string vector deque 都是随机迭代器

迭代器分类的目的是为了提供不同层次的接口访问容器中的元素，这样设计使得算法可以基于迭代器的类别进行适配，实现更高的灵活性和通用性。例如，一些算法仅需要输入迭代器，而更复杂的算法可能需要随机访问迭代器。按照迭代器的分类实现算法，可以保证算法可以在满足要求的最宽泛范围的容器上工作。