【C++】反向迭代器

一、前言

在前面对vector等容器的学习中，我们学会了如何去使用正向迭代器并模拟实现

但是我们没有去模拟实现反向迭代器，这篇文章中我们就来了解反向迭代器的底层并实现它，把之前的坑给填上。

二、反向迭代器

反向迭代器的底层设计十分精妙，当你真正了解了它的实现方式，一定会拍案叫绝

我们先以list类为例，来实现它的反向迭代器。

list类的正向迭代器中，begin和end的位置如下：

之前我们实现的list类的正向迭代器是这样的：

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

2.1 修改正向迭代器

有些人就认为，反向迭代器直接把正向迭代器修改一下不就可以了吗？把向前走改成向后走，向后走改成向前，例如：

	template<class T, class Ref, class Ptr>struct __list_reverse_iterator{typedef list_node<T> node;typedef __list_reverse_iterator<T, Ref, Ptr> self;node* _node;__list_reverse_iterator(node* n):_node(n){}Ref& operator*(){return _node->_data;}Ptr operator->(){return &_node->_data;}self& operator++(){_node = _node->_prev;return *this;}self operator++(int){self tmp(*this);_node = _node->_prev;return tmp;}self& operator--(){_node = _node->_next;return *this;}self operator--(int){self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}bool operator!=(const self& s){return _node != s._node;}bool operator==(const self& s){return _node == s._node;}};

这种方式实现的反向迭代器， rbegin和rend的位置如下：

用正向迭代器修改得到的反向迭代器，也能正常的完成我们需要的功能。

但是这种方式的代码复用率太低，并不是一个好的方法。

2.2 封装正向迭代器

我们可以看看标准库中的反向迭代器是如何实现的

reverse_iterator - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/iterator/reverse_iterator/具体是如何实现的呢？我们直接放出模拟实现的代码：

template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
struct __list_reverse_iterator
{typedef __list_reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> self;Iterator _cur;__list_reverse_iterator(Iterator it):_cur(it){}Ref operator*(){Iterator tmp = _cur;--tmp;return *tmp;}self& operator++(){--_cur;return *this;}self& operator--(){++_cur;return *this;}bool operator!=(const self& s){return _cur != s._cur;}bool operator==(const self& s){return _cur == s._cur;}
};template<class T>
class list
{typedef list_node<T> node;
public:typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;typedef __list_reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;typedef __list_reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;//...reverse_iterator rbegin(){return reverse_iterator(end()); //end和begin都会返回一个正向迭代器，用这个正向迭代器来构造反向迭代器}const_reverse_iterator rbegin() const{return const_reverse_iterator(end());}reverse_iterator rend(){return reverse_iterator(begin());}const_reverse_iterator rend() const{return const_reverse_iterator(begin());}//...
}

简单来说，标准库中的反向迭代器，实际上是一个对正向迭代器的封装！