为什么要使用迭代器而不是数组索引？

Question

为什么要使用迭代器而不是数组索引？

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考虑以下两行代码：

for (int i = 0; i < some_vector.size(); i++)
{
    //do stuff
}

还有这个：

for (some_iterator = some_vector.begin(); some_iterator != some_vector.end();
    some_iterator++)
{
    //do stuff
}

我被告知第二种方式更受欢迎。为什么呢?

- Jason Baker

77

若你将 some_iterator++ 修改为 ++some_iterator，则更倾向于使用第二种方式。因为后置自增会创建一个不必要的临时迭代器。 - jason

6

你还应该将 end() 加入声明子句。 - Lightness Races in Orbit

5

使用效率低下的vector::end(向量的结尾) 的C++实现，可能存在比它是否被提取出循环更值得担心的问题。就我个人而言，我更喜欢清晰易懂的代码——如果终止条件中涉及到find操作，那么我会感到有点担忧。 - Steve Jessop

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@Tomalak: 这段代码并不邋遢（除了后置递增可能有点），就C++迭代器的允许范围而言，它是简洁明了的。增加更多的变量只是为了过早优化而增加认知负担，这才是邋遢的做法。 - Steve Jessop

8

如果它不是瓶颈，那么现在就进行还为时过早。你的第二点对我来说似乎很荒谬，因为正确的比较不是 it != vec.end() 和 it != end，而是 (vector<T>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) 和 (vector<T>::iterator it = vec.begin(), end = vec.end(); it != end; ++it)。我不需要计算字符数。当然可以更喜欢其中一个，但别人对你偏好的异议并不是“粗心”，而是更喜欢变量更少、阅读时更易考虑的简化代码。 - Steve Jessop

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27个回答

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可以查看英文原文，
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- MSalters · Answer 1

我可能需要指出，你也可以调用以下代码：

``` std::for_each(some_vector.begin(), some_vector.end(), &do_stuff); ```

- James Dean · Answer 2

STL迭代器的主要作用是使STL算法（如sort）与容器无关。

如果您只想循环遍历向量中的所有条目，请使用索引循环样式。

对于大多数人来说，这样做的输入更少且更易于解析。如果C++有一个简单的foreach循环而不会过度依赖模板魔法，那就太好了。

for( size_t i = 0; i < some_vector.size(); ++i )
{
   T& rT = some_vector[i];
   // now do something with rT
}
'

- Adam Pierce · Answer 3

我认为对于向量来说，使用索引和不使用索引并没有太大的区别。个人更喜欢使用索引，因为这样更易读，而且可以随意跳转到向前或向后的第6个元素。

我还喜欢在循环中引用项，就像这样，这样就不会出现很多方括号：

for(size_t i = 0; i < myvector.size(); i++)
{
    MyClass &item = myvector[i];

    // Do stuff to "item".
}

如果您认为将来可能需要使用列表替换向量，并且还想让STL爱好者看起来更加时尚，那么使用迭代器可能是个不错的选择，但我想不出其他理由。

- Jason Baker · Answer 4

在了解了这个答案的主题后，我意识到它有点过于简化了。这个循环与以下循环之间的区别：

for (some_iterator = some_vector.begin(); some_iterator != some_vector.end();
    some_iterator++)
{
    //do stuff
}

这个循环：

for (int i = 0; i < some_vector.size(); i++)
{
    //do stuff
}

这种方式的循环语法非常简洁。事实上，我似乎越来越喜欢这种方式：

while (it != end){
    //do stuff
    ++it;
}

迭代器确实解锁了一些强大的声明性功能，当与STL算法库结合使用时，您可以做一些非常酷的事情，这些事情超出了数组索引管理的范围。

- Colen · Answer 5

第二种形式更准确地表示了您正在做什么。在您的示例中，您实际上并不关心 i 的值 - 您想要的只是迭代器中的下一个元素。

- Marc Eaddy · Answer 6

3

索引需要额外的mul操作。例如，对于vector<int> v，编译器将v[i]转换为&v + sizeof(int) * i。

- Marc Eaddy

在大多数情况下，与迭代器相比可能并不会有显着的劣势，但意识到这一点是一件好事。 - Brent Bradburn

3

对于单个独立元素访问，可能是这样。但如果我们谈论循环 - 像OP所说的那样 - 那么我相信这个答案基于一个想象中的非优化编译器。任何半过得去的编译器都有充足的机会和可能缓存sizeof，并且只需在每次迭代中添加一次，而不是每次都重新进行整个偏移量计算。 - underscore_d

- honk · Answer 7

如果您可以使用 C++11 功能，那么您也可以使用基于范围的 for 循环对您的向量（或任何其他容器）进行迭代，如下所示：

for (auto &item : some_vector)
{
     //do stuff
}

这个循环的好处是你可以通过变量item直接访问向量的元素，而不必担心弄乱索引或在解除引用迭代器时犯错误。此外，占位符auto避免了重复容器元素类型的问题，使您更接近一个与容器无关的解决方案。

注：

如果您需要循环中的元素索引并且您的容器已经存在operator[]（并且足够快），那么最好使用第一种方法。
基于范围的for循环不能用于向容器添加/删除元素。如果您要这样做，最好坚持Brian Matthews所提供的solution。
如果您不想改变容器中的元素，则应如下使用关键字const：for (auto const &item : some_vector) { ... }。

- Sergei Stolyarov · Answer 8

在迭代过程中，您不需要知道要处理的项目数量。您只需要这个项目，而迭代器可以非常好地完成这些操作。

- danpla · Answer 9

没有人提到指数的一个优点是，当您附加到连续容器（如std::vector）时，它们不会变得无效，因此您可以在迭代期间向容器添加项目。

使用迭代器也可以实现这一点，但必须调用reserve()，因此需要知道要附加多少项。

- AareP · Answer 10

我不使用迭代器的原因与我不喜欢foreach语句相同。当有多个内部循环时，要在不记住所有局部变量和迭代器名称的情况下跟踪全局/成员变量已经足够困难了。我发现有用的是为不同场合使用两组索引：

for(int i=0;i<anims.size();i++)
  for(int j=0;j<bones.size();j++)
  {
     int animIndex = i;
     int boneIndex = j;


     // in relatively short code I use indices i and j
     ... animation_matrices[i][j] ...

     // in long and complicated code I use indices animIndex and boneIndex
     ... animation_matrices[animIndex][boneIndex] ...


  }

我甚至不想将"animation_matrices[i]"这样的东西缩写成一些随意命名为"anim_matrix"的迭代器，因为这样你就无法清楚地看出这个值来自哪个数组。