c++中迭代器(iterator)是什么_STL迭代器概念与使用方法详解

迭代器是C++ STL中用于访问容器元素的通用机制，类似于指针，可遍历和操作数据。它统一了不同容器的访问方式，支持解引用、递增、递减、比较等操作。STL定义五类迭代器：输入、输出、前向、双向和随机访问迭代器，功能由弱到强。vector、list、map等容器提供begin()、end()等方法获取迭代器，用于正向或反向遍历。C++11支持auto简化声明，范围for循环底层也基于迭代器实现。使用时需注意避免解引用end()、容器修改导致迭代器失效等问题，尤其是插入删除后原迭代器可能无效，引发未定义行为。迭代器是STL算法与容器之间的桥梁，广泛应用于sort、find等算法中，掌握其用法可提升C++编程效率。

迭代器（Iterator）是C++ STL中用于访问容器元素的一种通用机制，它类似于指针，可以指向容器中的某个元素，并通过递增、递减等操作遍历整个容器。理解迭代器是掌握STL使用的关键一步。

迭代器的基本概念

迭代器是一种抽象的概念，它将“遍历”和“访问”数据的方式统一起来。不同的容器（如vector、list、set等）内部结构不同，但都可以通过迭代器以相同的方式进行访问。

你可以把迭代器看作是一个指向容器中元素的“游标”，通过它可以读取或修改元素值，并能移动到下一个或上一个位置。

每种STL容器都定义了自己的迭代器类型，例如：

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• vector::iterator：用于 vector 容器
• list::iterator：用于 list 容器
• map::iterator：用于 map 容器

所有迭代器都支持一些基本操作：

• *it：解引用，获取当前指向的元素值
• ++it 或 it++：向前移动一位
• --it 或 it--：向后移动一位（部分迭代器不支持）
• it1 == it2：判断两个迭代器是否指向同一位置
• it1 != it2：判断是否指向不同位置

常见迭代器类型

根据功能强弱，STL将迭代器分为五类：

• 输入迭代器（Input Iterator）：只能读取一次数据，单向移动（如istream_iterator）
• 输出迭代器（Output Iterator）：只能写入数据，单向移动（如ostream_iterator）
• 前向迭代器（Forward Iterator）：可多次读写，仅支持 ++ 操作（如slist、unordered容器）
• 双向迭代器（Bidirectional Iterator）：支持 ++ 和 --，可前后移动（如list、set、map）
• 随机访问迭代器（Random Access Iterator）：支持指针算术运算，如 +n、-n、[n] 等（如vector、deque）

功能由弱到强，vector 的迭代器是最强大的之一。

迭代器的使用方法

大多数容器提供以下成员函数来获取迭代器：

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• begin()：返回指向第一个元素的迭代器
• end()：返回指向最后一个元素后一个位置的迭代器（即尾后迭代器）
• rbegin() / rend()：反向迭代器，用于逆序遍历

示例：用迭代器遍历vector

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
<p>int main() {
vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>for (vector<int>::iterator it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {
    cout << *it << " ";
}
cout << endl;

return 0;

}

C++11 起可用 auto 简化写法：

for (auto it = nums.begin(); it != nums.end(); ++it) {
    cout << *it << " ";
}

范围for循环（底层仍使用迭代器）：

for (const auto& val : nums) {
    cout << val << " ";
}

注意事项与常见错误

使用迭代器时要注意以下几点：

• 不要对 end() 进行解引用 —— 它不指向有效元素
• 容器修改后（如插入、删除），原有迭代器可能失效
• 不同容器的迭代器能力不同，比如 vector 不支持 -- 操作在某些情况下会出错
• 避免使用已失效的迭代器，否则引发未定义行为

示例：迭代器失效问题

vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
auto it = v.begin();
v.push_back(5);  // 可能导致内存重新分配，原 it 失效
cout << *it;     // 错误！使用了失效的迭代器

基本上就这些。迭代器是连接算法和容器的桥梁，STL中的很多算法（如sort、find、copy）都依赖迭代器工作。掌握它的使用方式，能让你更高效地编写C++代码。

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