Общее понятие об итераторе

Для структурированных итераций, например, при обработке массивов:

for(i=0;i<size;i++) sm+=a[i];

порядок обращения к элементу управляется индексом i, который изменяется явно. Можно зафиксировать получение следующего элемента в компоненте-функции.

class vect

{ int *p; // массив чисел

int size; // размерность массива

int ind; // текущий индекс

public:

vect(); // размерность массива const

vect(int SIZE); // размерность массива size

~vect();

int ub(){return size-1;}

int next()

{ if(ind==pv->size)

return pv->p[(ind=0)++];

else

return pv->p[ind++];

}

};

Это соответствует тому, что обращение к объекту ограничивается использованием одного индекса ind. Другая возможность состоит в том, чтобы создать множество индексов и передавать функции обращения к элементу один из них. Это ведет к существенному увеличению числа переменных. Более удобным представляется создание отдельного, связанного с vect класса (класса итераций), в функции которого входит обращение к элементам класса vect. В приведенном ниже примере, для универсальности разрабатываемого класса vect использованы шаблоны классов vect и vect_iterator.

#include <iostream.h>

template<class T> // предварительное template объявление

class vect_iterator; // класса vect_iterator

template<class T>

class vect // шаблон класса vect

{ friend class vect_iterator<T>; // предварительное friend-объявление

T *p; // базовый указатель (массив)

int size; // размерность массива

public:

vect(int SIZE):size(SIZE)

{ p=new T[size];

for(int i=0; i<size; *(p+i++)=(T)i);

}

int ub(){return size-1;} // возвращается размер массива

void add() // изменение содержимого массива

{ for(int i=0; i<size; *(p+i++)+=1);}

~vect(){delete [] p;}

};

template<class T>

class vect_iterator

{ vect<T> *pv; // указатель на класс vect

int ind; // текущий индекс в массиве

public:

vect_iterator(vect<T> &v): ind(0),pv(&v){}

T &next();//возвращается текущее значение из массива (с индекса ind)

};

template<class T> // шаблон класса vect_iterator

T &vect_iterator<T>::next()

{ if(ind==pv->size)

return (T)pv->p[(ind=0)++];

else

return (T)pv->p[ind++];

}

void main()

{ vect<int> v(5);

vect_iterator<int> v_i1(v),v_i2(v); // создано 2 объекта-итератора

// для прохода по объекту vect

cout<<v_i1.next()<<' '<<v_i2.next()<<endl;

v.add(); // модификация объекта v

cout<<v_i1.next()<<' '<<v_i2.next()<<endl;

for(int i=0;i<v.ub();i++)

cout<<v_i1.next()<<endl;

}

Результат работы программы:

0 0

2 2

3

4

5

1

Полное отсоединение обращения от составного объекта позволяет объявлять столько объектов итераторов, сколько необходимо. При этом каждый из объектов итераторов может просматривать объект vect независимо от других.

Итератор представляет собой операцию, обеспечивающую последовательный доступ ко всем частям объекта. Итераторы имеют свойства, похожие на свойства указателей, и могут быть использованы для указания на элементы контейнеров первого класса. Итераторы реализуются для каждого типа контейнера. Также имеется целый ряд операций (*, ++ и другие) с итераторами, стандартными для контейнеров.

Если итератор a указывает на некоторый элемент, то ++a указывает на следующий элемент, а *a ссылается на элемент, на который указывает a.

Объект типа iterator может использоваться для ссылки на элемент контейнера, который может быть модифицирован, а const_iterator для ссылки на немодифицируемый элемент контейнера.

Еще один пример реализации контейнерного класса vect. В этом случае итерационный механизм реализован в непосредственно в классе vect.

#include <iostream>

using std::cout;

using std::cin;

using std::endl;

template <class T>

class vect // шаблон класса vect

{ int size; // размерность массива

public:

typedef T* vect_iterator;

typedef const T* const_vect_iterator;

vect_iterator vv; // итератор контейнера

const_vect_iterator cv; // константный итератор

vect()

{ vv=new T; //

cv=vv; //

size=0;

}

~vect(){}

vect_iterator begin_v(); // итератор на начало вектора

vect_iterator end_v(); // итератор на конец вектора

void push_b(T); // добавление элемента в конец вектора

void pop_b(); // удаление элемента с конца вектора

void insert_v(T,T*); // добавление элемента в вектор

void erase_v(T*); // удаление элемента с конца вектора

};

template <class T>

void vect<T>::push_b(T a)

{ vect_iterator temp;

temp=new T[++size];

for(int i=0;i<size-1;i++)

*(temp+i)=*(vv+i);

*(temp+size-1)=a;

delete vv;

vv=temp;

}

template <class T>

T* vect<T>::begin_v()

{ return vv; }

template <class T>

T* vect<T>::end_v()

{ return vv+size; }

template <class T>

void vect<T>::pop_b()

{ vect_iterator temp;

temp=new T[--size];

for(int i=0;i<size;i++)

*(temp+i)=*(vv+i);

delete vv;

vv=temp;

}

template <class T>

void vect<T>::insert_v(T zn,T* adr)

{ int k=0;

vect_iterator temp;

temp=new T[++size];

for(vect_iterator i=vv;i<adr;i++)

*(temp+k++)=*i;

*(temp+k)=zn;

for(i=adr;i<vv+size-1;i++)

*(temp+ ++k)=*i;

delete vv;

vv=temp;

}

template <class T>

void vect<T>::erase_v(T* adr) // adr - итератор на удаляемый

{ int k=0; // элемент контейнера

vect_iterator temp;

temp=new T[--size]; // временный вектор

for(vect_iterator i=vv;i<adr;i++)

*(temp+k++)=*i;

for(i=adr+1;i<=vv+size;i++)

*(temp+k++)=*i;

delete vv; // освобождение памяти для старого вектора

vv=temp; // vv указывает нп новый вектор

}

void menu(void)

{ cout<<endl;

cout<<"1 - добавить элемент"<<endl;

cout<<"2 - pop последний элемент"<<endl;

cout<<"3 - erase элемент"<<endl;

cout<<"4 - print содержимое контейнера"<<endl;

cout<<"0 - окончание работы "<<endl;

}

main()

{ int count;

int choice;

int pos;

int val;

vect<int> Vect; // объект контейнер

vect<int>::vect_iterator itr; // итератор

int a;

cout<<"Сколько элементов вводится в вектор?"<<endl;

cin>>count;

for(int i = 0;i < count; i++)

{ cout<<"enter the element number "<<i+1<<endl;

cin>>a; // инициализация контейнера

Vect.push_b(a); // начальными значениями

}

while(1)

{ menu();

cout<<"? ";

cin>>choice;

cout<<endl;

switch(choice)

{ case 1:

cout<<"Введите значение и позицию "<<endl;

cin>>val>>pos;

Vect.insert_v(val,Vect.begin_v()+pos-1);

cout<<endl;

break;

case 2:Vect.pop_b();

cout<<"Элемент удален";

break;

case 3:

cout<<"Введите позицию элемента для удаления "<<endl;

cin>>pos;

Vect.erase_v(Vect.begin_v()+pos-1);

break;

case 4:

for(itr=Vect.begin_v();itr!=Vect.end_v();itr++)

cout<<*itr<<" ";

break;

case 0: return 0;

}

}

return 0;

}