C++ STL反向迭代器的實現

2022-07-26 14:00:04

反向迭代器其實就行對正向迭代器進行封裝，源生迭代器，為了實現運運算元的結果不同，正向迭代器也對源生迭代器進行了封裝。

反向迭代器的介面卡，就是 Iterator是哪個容器的迭代器，reverse_iterator < Iterator >就可以適配出哪個容器的反向迭代器。複用的體現。

反向迭代器介面卡結構：

	template <class Iterator, class Ref, class Ptr>
	class reverse_iterator
	{
		typedef reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> self;
	public:
	// 過載運運算元函數
	private:
		Iterator _it;
	};

原始碼容器獲取迭代器時具體情況，如圖：

我們以為的情況：

這是原始碼裡的實現的大概情況，begin()與rend(）對稱，end()與rbegin()對稱。這與我們想的不一樣，所以反向迭代器介面卡內部實現的也有所不一樣。例如：
如果我們按照原始碼的思路寫，反向迭代器裡封裝了一個正向迭代器_it，正常的++,–等操作只需要呼叫_it的–，++運運算元過載函數即可。除了，operator*需要特寫，如下程式碼：

		Ref operator*()
		{
			//正常思路
			//return *_it;
			// 原始碼思路
			Iterator prev = _it;
			return *--prev;
		}

正常情況是解除參照迭代器，但是原始碼的思路是往後一個位置的迭代器才是。這也是因為rbegin，和rend實現的原因導致的。

適配出來的反向迭代器其用法和正向迭代器一樣；

反向迭代器根正向迭代器區別就是++、–的方向是相反的所以反向迭代器封裝正向迭代器即可，過載控制++、–的方向。
原始碼的設計追求對稱，我們設計可以不按原始碼走，在容器實現rbegin(),rend()時，要按照反向迭代器的設計風格去實現。

list完整樣例：

1、反向迭代器介面卡

	// Iterator是哪個容器的迭代器，reverse_iterator<Iterator>就可以
	// 適配出哪個容器的反向迭代器。複用的體現
	template <class Iterator, class Ref, class Ptr>
	class reverse_iterator
	{
		typedef reverse_iterator<Iterator, Ref, Ptr> self;
	public:
		reverse_iterator(Iterator it)
			:_it(it)
		{}

		Ref operator*()
		{
			//正常思路
			//return *_it;
			Iterator prev = _it;
			return *--prev;
		}

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

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

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

		bool operator!= (const self& rit) 
		{
			return _it != rit._it;
		}

	private:
		Iterator _it;// 封裝任何型別的正向迭代器
	};

二、list 正向迭代器

	// iterator -> 類去分裝節點指標，過載*、++ 等運運算元，讓它們像指標一樣使用
	template<class T,class Ref,class Ptr>
	class _list_iterator
	{
	public:
		typedef _list_iterator < T, Ref,Ptr> self;
		typedef ListNode<T> Node;
		_list_iterator( Node* x)
			:_node(x)
		{}
		// ++it
		self& operator++()
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}

		// it++
		self operator++(int)
		{
			self tmp(*this);
			_node = _node->_next;
			return tmp;
		}

		// --it
		self& operator--()
		{
			_node = _node->_pre;
			return *this;
		}

		// it--
		self operator--(int)
		{
			self tmp(*this);
			_node = _node->_pre;
			return tmp;
		}

		//*
		Ref operator*()
		{
			return _node->_data;
		}
		//->
		Ptr operator->()
		{
			return &(_node->_data);
		}
		//!=
		bool operator!=(const self& x)
		{
			return _node != x._node;
		}
		//==
		bool operator==(const self& x)
		{
			return _node == x._node;
		}

		Node* _node;
	};

三、 list容器
注意：這裡只涉及反向迭代器的內容

template<class T>
	class list
	{
	public:
		typedef ListNode<T> Node;
		typedef _list_iterator<T, T&, T*> iterator;
		typedef _list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
		typedef reverse_iterator<const_iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;
		typedef reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
		reverse_iterator rbegin()
		{
			return reverse_iterator(end());
		}
		const_reverse_iterator rbegin()const
		{
			return const_reverse_iterator(end());
		}
		reverse_iterator rend()
		{
			return reverse_iterator(begin());
		}
		const_reverse_iterator rend()const
		{
			return const_reverse_iterator(begin());
		}
		iterator begin()
		{
			return iterator(_head->_next);
		}
		iterator end()
		{
			return iterator(_head);
		}
		const_iterator begin()const
		{
			return const_iterator(_head->_next);
		}
		const_iterator end()const
		{
			return const_iterator(_head);
		}
		list()
		{
			_head= new Node();
			_head->_next = _head;
			_head->_pre = _head;
		}
		

		void push_back(const T&x)
		{
			Node* newnode = new Node(x);
			Node* tail = _head->_pre;
			newnode-> _pre = tail;
			tail->_next = newnode;
			newnode->_next = _head;
			_head->_pre = newnode;
		}

	private:
		Node* _head;// 頭結點指標
	};

測試程式碼：

	void test11()
	{
		BBQ::list<int> L1;
		L1.push_back(1);
		L1.push_back(2);
		L1.push_back(3);
		reverse_print_list(L1);
	}

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