反向迭代器

前面在vector和list的模拟实现中都有讲到正向迭代器，今天我们就来讲解一下反向迭代器的思想和模拟实现，在某些场景下还是很实用的，下面正文直接开始。

1. 反向迭代器结构

反向迭代器reverse_iterator用于反向遍历容器，它也是由一个类来封装的

template<class Iterator>
struct __reverse_iterator
{
   
   
    Iterator _cur;    //正向迭代器类做成员变量
    __reverse_iterator(Iterator cur) //构造正向迭代器
        :_cur(cur)
    {
   
   }
    //...
};

STL库中反向迭代器的设计讲究完美的对称性，rbegin() 指向最后一个有效元素的下一个位置，rend() 指向第一个有效元素，与正向迭代器的指针位置刚好相反

拿vector对象举个例子

Self& operator++()
{
   
   
    --_cur; //正反迭代器，++，--反向操作
    return *this;
}

Self& operator--()
{
   
   
    ++_cur;
    return *this;
}

2. 反向迭代器实现

反向迭代器的实现主要还是依于对正向迭代器的复用，外加了一点小细节思想，这里我们实现的依旧是简易版本

2.1 多参数模板

前面在模拟实现list时，运用了多参数模板来解决const对象代码冗余问题，在反向迭代器的实现中也运用了相同原理，通过对形参传递不同的对象，变换为不同的迭代器

template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
struct __reverse_iterator
{
   
   
    //...
};

其中Ref表示引用对象，Ptr表示指针对象

2.2 对称思想

STL大佬在设计反向迭代器时，为了追求与正向迭代器的对称，将首尾指针得到指向反向保持一致，如上图，即rbegin()在end()位置，rend()在begin()位置

在这样的设计下，rbegin()和rend()的实现就可以直接对应复用了，而operator*()返回的就不是当前所指向的对象，而是成了上一个对象

reverse_iterator rbegin() 
{
   
    
    reverse_iterator(end()); 
}

reverse_iterator rend() 
{
   
    
    reverse_iterator(begin()); 
}

operator*()

Ref operator*()
{
   
   
    Iterator tmp = _cur;
    return *--tmp;    //返回上一个对象
}

2.3 完整代码

至于其他的实现都是复用的正向迭代器，比较简单，这里直接上完整代码，相信大佬，们一看就能明白

#pragma once
namespace Sakura
{
   
   
    template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
    struct __reverse_iterator
    {
   
   
        typedef __reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> self; //重命名
        Iterator _cur; //正向迭代器类做成员变量

        __reverse_iterator(Iterator cur) //构造正向迭代器
            :_cur(cur)
        {
   
   }

        Ref operator*()
        {
   
   
            Iterator tmp = _cur;
            return *--tmp;
        }

        Ptr operator->()
        {
   
   
            return &(operator*());
        }

        self& operator++()
        {
   
   
            --_cur;
            return *this;
        }

        self operator++(int)
        {
   
   
            self tmp(*this);
            --_cur;
            return tmp;
        }

        self& operator--()
        {
   
   
            ++_cur;
            return *this;
        }

        self operator--(int)
        {
   
   
            self tmp(*this);
            ++_cur;
            return tmp;
        }

        bool operator!=(const self& s)
        {
   
   
            return (_cur != s._cur);
        }

        bool operator==(const self& s)
        {
   
   
            return (_cur == s._cur);
        }
    };
}

3. 反向迭代器vector应用

在 vector 类中，定义出反向迭代器所需的函数即可

template<class T>
class vector
{
   
   
public:
    //反向迭代器
    typedef _reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
    typedef _reverse_iterator<iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

    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());
    }
    //...
};

4. 反向迭代器list引用

在 list 类中，定义出反向迭代器所需的函数即可

template<class T>
class list
{
   
   
public:
    //反向迭代器
    typedef __reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
    typedef __reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;

    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()); 
    }
    //...
};

C++【STL】之反向迭代器，到这里就介绍结束了，本篇文章对你由帮助的话，期待大佬们的三连，你们的支持是我最大的动力！

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