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🚪什么是迭代器？
迭代器 = “智能指针”，用来一个一个地访问容器中的元素。
你可以想象迭代器像是容器中的“手指”或“光标”：
指着某个元素
可以向前走（甚至有些还能往后走）
能取出或修改元素
示例对比：用数组 vs 用迭代器
int arr[] = {10, 20, 30};
for (int i = 0; i < 3; i++) {
std::cout << arr[i];
}
改成 vector + 迭代器写法：
std::vector<int> v = {10, 20, 30};
for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
std::cout << *it;
}
v.begin()：返回指向第一个元素的迭代器v.end()：返回“超出最后一个元素的下一个位置”的迭代器*it：表示取出当前指向的元素++it：移动到下一个元素
🔧 迭代器的本质
迭代器是一个类类型（不是基本类型）
虽然它看起来像指针（用 *it 解引用，用 ++it 移动），但它本质上是一个 C++ 类对象，封装了访问容器内部元素的逻辑。
🚩你可以这样理解：
| 指针 | 迭代器 |
|---|---|
| 访问数组元素 | 访问容器元素 |
用 *ptr 获取值 |
用 *it 获取元素 |
| 是内建类型 | 是类类型（有重载了 *, ++, == 等操作符） |
🎓 举个例子看看类型：
std::vector<int> v = {1, 2, 3};
auto it = v.begin();
it实际的类型是std::vector<int>::iterator你可以打印：
std::cout << typeid(it).name() << std::endl;
输出可能是：__gnu_cxx::__normal_iterator<int*, std::vector<int>>
🔍 它是一个内部实现的类，封装了指针行为，但比裸指针更安全、更通用。
为什么不用普通数组或下标？
STL 有很多不同的容器：链表、哈希表、红黑树……
它们里面的元素并不一定支持下标 []，但每种容器都提供了“迭代器”接口，你可以统一方式遍历。
| 容器 | 支持下标？ | 支持迭代器？ |
|---|---|---|
vector |
✅ | ✅ |
list |
❌ | ✅ |
set |
❌ | ✅ |
map |
❌ | ✅ |
每个容器都有自己专属的迭代器类型，std::vector<T>::iterator 这种写法是访问这个类型的一种方式。
STL容器的迭代器并不是共用一个类型！
| 容器类型 | 对应迭代器类型 |
|---|---|
std::vector<T> |
std::vector<T>::iterator |
std::list<T> |
std::list<T>::iterator |
std::set<T> |
std::set<T>::iterator |
std::map<K,V> |
std::map<K,V>::iterator |
std::vector<int>::iterator it; // vector 的迭代器
std::list<double>::iterator it2; // list 的迭代器
为什么不统一一个 iterator 类型呢？
👉 因为不同容器的内部结构不同（如数组 vs 链表 vs 红黑树），它们的迭代器行为也不同。比如：
vector支持随机访问 (it + 3)list只支持前后移动（++it,--it）
迭代器的类型（Iterator Categories）
STL 根据迭代器的能力，把迭代器分成 五类，从弱到强如下：
| 类型 | 功能 | 示例容器 |
|---|---|---|
InputIterator |
单向只读 | istream_iterator |
OutputIterator |
单向只写 | ostream_iterator |
ForwardIterator |
单向读写 | forward_list |
BidirectionalIterator |
可双向移动 | list, set, map |
RandomAccessIterator |
支持随机访问 it+n, it1-it2 |
vector, deque, array |
💡 STL 算法会根据迭代器的种类选择最优的操作方式。
📦 常见容器的迭代器类型
| 容器 | 支持的迭代器类型 |
|---|---|
vector, deque, array |
随机访问迭代器（RandomAccessIterator） |
list |
双向迭代器（BidirectionalIterator） |
forward_list |
单向迭代器（ForwardIterator） |
set, map, multimap, multiset |
双向迭代器（BidirectionalIterator） |
unordered_map, unordered_set |
同样为双向迭代器 |
随机访问迭代器（vector）：
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
auto it = v.begin();
std::cout << *(it + 2); // 输出：3
双向迭代器（list）：
std::list<int> l = {1, 2, 3};
auto it = l.end(); --it;
std::cout << *it; // 输出：3
单向迭代器（forward_list）：
std::forward_list<int> fl = {1, 2, 3};
auto it = fl.begin();
++it; // 可以前进，但不能后退
✅ 迭代器最常用的动作
| 操作 | 含义 |
|---|---|
it = container.begin() |
取得起始位置的迭代器 |
it != container.end() |
判断是否结束 |
++it |
移动到下一个元素 |
*it |
获取当前指向的元素 |
std::vector<int> nums = {5, 10, 15};
for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
| 操作 | 说明 |
|---|---|
--it |
移动到上一个元素（双向或更强迭代器） |
it == it2, it != it2 |
比较两个迭代器 |
it + n, it - n |
随机访问（仅支持随机访问迭代器） |
std::distance(it1, it2) |
两个迭代器之间的距离 |
std::advance(it, n) |
将迭代器移动 n 个位置（支持不同迭代器类型） |
🚸 初学者推荐写法：使用 auto 和 范围for
从 C++11 开始，可以让写法更简单！
✅ 用 auto 简化迭代器声明：
for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it)
✅ 更简单的方法：范围for（推荐）：
范围 for 是 C++11 引入的一种简洁写法，用于遍历容器或数组。它让你不需要写迭代器、不需要用下标，直接访问每一个元素。
for (元素类型 变量名 : 容器) {
// 使用变量名代表当前元素
}
传统写法（使用迭代器）：
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
std::cout << *it << "\n";
}
范围 for 写法：
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
for (int x : v) {
std::cout << x << "\n";
}
范围 for 背后的原理：
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
int x = *it;
...
}
所以它仍然依赖迭代器，只不过帮你“自动写好了”。