C++:反向迭代器-reverse

C++:反向迭代器-reverse_iterator

1.关于反向迭代器

2.反向迭代器的成员函数

1.构造

2.base

3.operator*

4.operator++

5.operator--

6.operator->

7.operator[]

3.反向迭代器的模拟实现

小结

1.关于反向迭代器

在C++中，可以使用反向迭代器来逆序遍历容器中的元素。反向迭代器是通过rbegin()和rend()方法来获取的，它们分别指向容器的最后一个元素和第一个元素的前一个位置。

此类反转双向或随机访问迭代器循环访问范围的方向。

原始迭代器（基础迭代器）的副本保留在内部，用于反映在reverse_iterator上执行的操作：每当reverse_iterator递增时，其基本迭代器就会减少，反之亦然。可以随时通过调用成员 base 获取具有当前状态的基迭代器的副本。

但请注意，当迭代器被反转时，反转的版本不会指向范围内的同一元素，而是指向它前面的元素。

反向迭代器的操作和正向迭代器大致相同，但是要特别注意++操作符，它会使反向迭代器指向前一个元素。

2.反向迭代器的成员函数

reverse_iterator的成员函数实现了反向迭代器的基本功能

下面介绍一些常用的功能：

1.构造

（1）默认构造函数
构造一个不指向任何对象的反向迭代器。内部基迭代器是值初始化的。
（2）初始化构造函数
从某个原始迭代器构造一个反向迭代器。构造对象的行为复制了原始对象，只是它以相反的顺序迭代其尖元素。
（3）复制/类型转换构造函数
从其他反向迭代器构造反向迭代器。构造的对象保持与rev_it相同的迭代感。

2.base

返回基迭代器的拷贝。

基迭代器是与用于构造reverse_iterator的迭代器类型相同的迭代器，但指向reverse_iterator当前指向的元素旁边的元素（reverse_iterator相对于其基迭代器的偏移量始终为 -1）。

// reverse_iterator::base example
#include <iostream>     // std::cout
#include <iterator>     // std::reverse_iterator
#include <vector>       // std::vectorint main () {std::vector<int> myvector;for (int i=0; i<10; i++) myvector.push_back(i);typedef std::vector<int>::iterator iter_type;std::reverse_iterator<iter_type> rev_end (myvector.begin());std::reverse_iterator<iter_type> rev_begin (myvector.end());std::cout << "myvector:";for (iter_type it = rev_end.base(); it != rev_begin.base(); ++it)std::cout << ' ' << *it;std::cout << '\n';return 0;
}

3.operator*

返回对迭代器指向的元素的引用。

在内部，该函数减少其基本迭代器的副本，并返回取消引用它的结果。

迭代器应指向某个对象，以便可取消引用。

4.operator++

将reverse_iterator提升一个位置。

在内部，预增量版本（1）递减对象保留的基本迭代器（就像对它应用运算符一样）。

递增版本（2）的实现行为等效于：

reverse_iterator operator++(int) {reverse_iterator temp = *this;++(*this);return temp;
}

5.operator--

将reverse_iterator减少一个位置。

在内部，预递减版本（1）递增对象保留的基本迭代器（就像对其应用运算符 ++ 一样）。

递减后版本（2）的实现行为等效于：

reverse_iterator operator--(int) {reverse_iterator temp = *this;--(*this);return temp;
}

6.operator->

返回指向迭代器指向的元素的指针（以便访问其成员之一）。

pointer operator->() const {return &(operator*());
}

7.operator[]

访问距离迭代器当前指向的元素 n 个位置的元素。

如果此类元素不存在，则会导致未定义的行为。

在内部，该函数访问其基本迭代器的适当元素，返回与：base（）[-n-1] 相同的元素。

// reverse_iterator::operator[] example
#include <iostream>     // std::cout
#include <iterator>     // std::reverse_iterator
#include <vector>       // std::vectorint main () {std::vector<int> myvector;for (int i=0; i<10; i++) myvector.push_back(i);  // myvector: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9typedef std::vector<int>::iterator iter_type;std::reverse_iterator<iter_type> rev_iterator = myvector.rbegin();std::cout << "The fourth element from the end is: " << rev_iterator[3] << '\n';return 0;
}

3.反向迭代器的模拟实现

这里的反向迭代器与自定义的vector适配，定义了基本功能。

#pragma once
namespace wjc
{template<class Iterator,class Ref,class Ptr>struct Reverse_iterator{Iterator _it;typedef Reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> self;Reverse_iterator(Iterator it):_it(it){}Ref operator*(){Iterator tmp = _it;return *(--tmp);}Ptr operator->(){return &(operator*());}self& operator++()//前置++{--_it;return *this;}self& operator++(int)//后置++{--_it;return *this;}self& operator--()//前置--{++_it;return *this;}self& operator--(int)//后置--{++_it;return *this;}bool operator!=(const self&s){return _it != s._it;}};template <class T>class vector{public:typedef T* iterator;typedef const T* const_iterator;typedef Reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;typedef Reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;const_reverse_iterator rebegin() const{return const_reverse_iterator(end());}const_reverse_iterator reend() const{return const_reverse_iterator(begin());}reverse_iterator rebegin() {return reverse_iterator(end());}reverse_iterator reend() {return reverse_iterator(begin());}vector(): _start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr){}vector(const vector<T>& v){reserve(v.capacity());for (const auto& e : v){push_back(e);}}iterator begin(){return _start;}iterator end(){return _finish;}const_iterator begin() const{return _start;}const_iterator end() const{return _finish;}size_t capacity()const{return _endofstorage - _start;}size_t size()const{return  _finish - _start;}void push_back(const T& a){if (_finish == _endofstorage){size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);}*_finish = a;_finish++;}void swap(vector<T>& v){std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);}vector<T>& operator=(vector<T> v){swap(v);return *this;}~vector(){if (_start){delete[] _start;_start = _finish = _endofstorage = nullptr;}}void reserve(size_t n){if (n > capacity()){size_t oldsize = size();T* tmp = new T[n];if (_start){/*memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * oldsize);*/for (size_t i = 0; i < oldsize; i++){tmp[i] = _start[i];}delete[] _start;}_start = tmp;_finish = _start + oldsize;_endofstorage = _start + n;}}void resize(size_t n, T val = T()){if (n > size()){reserve(n);while (_finish < _start + n){*_finish = val;++_finish;}}else{_finish = _start + n;}}void pop_back(){assert(size() > 0);--_finish;}void insert(iterator pos, T x){assert(pos <= _finish);assert(pos >= _start);size_t len = pos - _start;if (_finish == _endofstorage){reserve(capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2);//pos 扩容失效//更新pos位置pos = _start + len;}memmove(pos + 1, pos, (_finish - pos) * sizeof(T));*pos = x;++_finish;}void erase(iterator pos){assert(pos < _finish);assert(pos >= _start);iterator it = pos + 1;while (it < _finish){*(it - 1) = *it;++it;}_finish--;}T& operator[](size_t pos){assert(pos, size());return _start[pos];}const T& operator[](size_t pos)const{assert(pos, size());return _start[pos];}template<class InputIterator>vector(InputIterator first, InputIterator last){while (first != last){push_back(*first);++first;}}private:iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstorage;};}

测试

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
#include"iterator.h"int main()
{wjc::vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(6);wjc::vector<int>::reverse_iterator it = v.rebegin();while (it != v.reend()){cout << *it << " ";it++;}return 0;
}