77.Иерархия классов итераторов объектов

Рис. 1.

Итераторы ввода

Итераторы ввода (input iterator) стоят в самом низу иерархии итераторов. Это наиболее простые из всех итераторов STL, и доступны они только для чтения. Итератор ввода может быть сравнен с другими итераторами на предмет равенства или неравенства, чтобы узнать, не указывают ли два разных итератора на один и тот же объект. Вы можете использовать оператор разыменовывания (*) для прочтения содержимого объекта, на который итератор указывает. Перемещаться от первого элемента, на который указывает итератор ввода, к следующему элементу можно с помощью оператора инкремента (++). Итераторы ввода возвращает только шаблонный класс istream_iterator. Однако, несмотря на то что итераторы ввода возвращаются единственным классом, ссылки на него присутствуют повсеместно.

Проиллюстрируем это на примере алгоритма for_each. Если вы использовали ранее библиотеку контейнеров Borland BIDS, то операция for_each вам уже знакома. В STL она реализована следующим алгоритмом:

template <class InputIterator, class Function>

Function for_each (InputIterator first, InputIterator last, Function f)

{

while (first != last) f(*first++);

return f;

}

В этом примере итератор ввода выступает как первый параметр, указывающий на начало цепочки объектов, а второй параметр - также итератор ввода - это значение "за пределом" для этой цепочки. Тело алгоритма выполняет переход от объекта к объекту, вызывая для каждого значения, на которое указывает итератор ввода first, функцию. Указатель на нее передается в третьем параметре

Итераторы вывода

Если итератор ввода предназначен для чтения данных, то итератор вывода (output iterator) служит для ссылки на область памяти, куда выводятся данные. Итераторы вывода можно встретить повсюду, где происходит хоть какая-то обработка информации средствами STL. Это могут быть алгоритмы (aлгоритмы STL - специальные блоки кода, выполняющие определенные операции по обработке данных) копирования, склейки и т. п. Для данного итератора определены операторы присвоения (=), разыменовывания (*) и инкремента (++). Однако следует помнить, что первые два оператора предполагают, что итератор вывода располагается в левой части выражений, т. е. во время присвоения он должен быть целевым итератором, которому присваиваются значения. Разыменовывание нужно делать лишь для того, чтобы присвоить некое значение объекту, на который итератор ссылается. Итераторы ввода могут быть возвращены итераторами потоков вывода (ostream_iterator) и итераторами вставки inserter, front_inserter и back_inserter (описаны в разделе "Итераторы вставки").

Ниже приведен типичный пример использования итераторов вывода:

#include <algorithm>

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

main(void)

{

int init1[] = {1, 2, 3, 4, 5};

int init2[] = {6, 7, 8, 9, 10};

vector<int> v(10);

merge(init1, init1 + 5, init2, init2 + 5, v.begin());

copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, "\n"));

}

Однонаправленные итераторы

Если соединить итераторы ввода и вывода, то получится однонаправленный итератор (forward iterator), который может перемещаться по цепочке объектов в одном направлении, за что и получил такое название. Для такого перемещения в итераторе определена операция инкремента (++). И разумеется, в однонаправленном итераторе есть операторы сравнения (== и !=), присвоения (=) и разыменовывания (*). Все эти операторы можно увидеть, если посмотреть, как реализован, например, алгоритм replace, заменяющий одно определенное значение на другое:

template <class ForwardIterator, class T>

void replace (ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& old_value,

const T& new_value)

{ while (first != last)

{ if (*first == old_value) *first = new_value;

++first; }

}

Двунаправленный итератор (bidirectional iterator) аналогичен однонаправленному итератору. В отличие от последнего двунаправленный итератор может перемещаться не только из начала в конец цепочки объектов, но и наоборот. Это становится возможным благодаря наличию оператора декремента (-). На двунаправленных алгоритмах базируются различные алгоритмы, выполняющие реверсивные операции, например reverse. Этот алгоритм меняет местами все объекты в цепочке, на которую ссылаются переданные ему итераторы. Следующий пример был бы невозможен без двунаправленных итераторов:

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

main(void)

{

int init[] = {1, 2, 3, 4, 5};

reverse(init, init + 5);

copy(init, init + 5, ostream_iterator<int>(cout, "\n"));

}