使用迭代器遍历数组索引

Question

我想知道使用迭代器相对于数组索引的主要优点是什么。我已经谷歌过了，但没有找到正确的答案。

- PrithviRaj

Answer 1

我想你是在谈论使用向量时，对吧？

主要优点是迭代器代码适用于所有STL容器，而数组索引运算符[]仅适用于向量和双端队列。这意味着您可以自由更改底层容器（如果需要），而无需重新编写每个循环。这也意味着您可以将迭代代码放入模板中，它将适用于任何容器，而不仅仅是双端队列和向量（当然还有数组）。

- T.E.D.

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此外，您可以编写自定义迭代器，从数据库加载数据或使用某些算法生成数据。它非常灵活。不过，迭代器的权衡是，它们可以隐藏任意复杂的操作（例如通过网络访问数据库），这可能会导致代码执行缓慢以及异常安全性问题的混淆。 - Björn Pollex

Operator[] 也可以隐藏任意复杂的操作。 - Ryan

[] 也可以应用于映射/无序映射。 ;) - kennytm

@prithviraj：嗯，数组实际上没有迭代器，所以你不能这样做。有些人会说这就是为什么你应该始终使用向量的原因之一。然而，在某些情况下，您可能需要直接访问[]（或at）提供的内容。 - T.E.D.

@prithviraj：当你设计一个库时，迭代器的重要性更加突出。只要用户提供迭代器，你就不必担心他如何表示数据。使用operator[]会让用户的操作变得更加困难。你应该阅读STL-Concepts以了解其中的区别。 - Björn Pollex

Answer 2

所有标准容器都提供了迭代器概念。迭代器知道如何在容器中查找下一个元素，特别是在底层结构不像数组时。并非每个容器都提供类似于数组的 operator[]，因此养成使用迭代器的习惯将使代码看起来更加一致，无论你选择哪种容器。

- Michael Kristofik

Answer 3

您可以将集合实现抽象化。

- codymanix

Answer 4

对之前的回答进行进一步扩展:

1. 使用operator[]编写循环会限制您使用支持[]并使用相同索引/大小类型的容器。否则，您需要重写每个循环以更改容器。

2. 即使您的容器支持[]，它也可能不是顺序遍历的最佳选择。[]基本上是一个随机访问运算符，对于向量而言是O(1)，但根据底层容器的不同，可能会达到O(n)。

3. 这只是一个小问题，但如果您使用迭代器，您的循环可以更轻松地转换为使用标准算法，例如std::for_each。

- Ryan

Answer 5

有许多数据结构，例如哈希表和链表不能被自然或快速地索引，但它们确实是可遍历的。迭代器充当一个接口，让您在不知道源代码实际实现的情况下遍历任何数据结构。

- kennytm

Answer 6

STL包含操作容器的算法，如transform和for_each。它们不接受索引，而是使用迭代器。迭代器有助于隐藏容器实现，使程序员更专注于算法。 for_each函数可应用于支持前向迭代器的任何内容。

- Thomas Matthews

Answer 7

除了其他答案中提到的点，迭代器也可以更快（特别是与operator[]相比），因为它们本质上是通过指针进行迭代。如果你做这样的事情：

for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
    my_vector[i].DoSomething();
}

循环的每次迭代都不必要地计算my_vector.begin() + i。如果使用迭代器，增加迭代器意味着它已经指向下一个元素，因此您不需要进行额外的计算。这是一件小事，但在紧密的循环中可能会产生差异。

- AshleysBrain

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不，一个简单的 + 很少会花费很多周期。 - kennytm

我所做的所有测试表明，在向量中，迭代器和op[]之间的速度没有真正的差异。如果有什么区别，那么op[]会稍微快一些。 - anon

@Neil：我也测试过了，得出结论迭代器稍微快一点。不过你说的没错，“没有真正的区别”。我相信这取决于具体实现。你可能在一个迭代器没有最优实现的地方进行了测试... - user123456

@STingRaySC，我想象不到您使用的实现中operator[]没有被最优化地实现吗？ - anon

@Neil：我真的开始喜欢你那种过度防御、自负、伪幽默的感觉了。开玩笑的，我想这是可能的（这就是我使用“可能”的原因）。 - user123456

除了向量以外的东西怎么样？对于双端队列来说，迭代器可能比 operator[] 更高效。 - Mark Ransom

Answer 8

另一个微小的区别是，您不能按索引在向量中使用erase()删除元素，必须具有迭代器。这并不是什么大问题，因为您始终可以将“vect.begin() + index”作为迭代器，但还有其他考虑因素。例如，如果您这样做，则必须始终将索引与size()进行比较，而不是某个变量分配了该值。

所有这些都不值得太多担心，但如果可以选择，我更喜欢迭代器访问，原因已经说明了这一点。

- Edward Strange

Answer 9

我认为这更多是一致性和代码重用的问题。

• 一致性，因为您将使用所有其他具有迭代器的容器
• 代码重用，因为编写为迭代器编写的算法不能与下标运算符一起使用，反之亦然...而STL有很多算法，因此您肯定希望在其上构建。

最后，我想说即使C数组也有迭代器。

const Foo* someArray = //...
const Foo* otherArray = new Foo[someArrayLength];

std::copy(someArray, someArray + someArrayLength, otherArray);

iterator_traits 类已经被特化，以便于指针或模型RandomAccessIterator。

- Matthieu M.