Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Перепишем программу, изменяющую регистр первого слова в строке, с использованием итератора.

// обрабатывать символы, пока они не исчерпаются,

// или не встретится пробел

for (auto it = s.begin(); it != s.end() && !isspace(*it); ++it)

*it = toupper(*it); // преобразовать в верхний регистр

Этот цикл, подобно таковому в разделе 3.2.3, перебирает символы строки s, останавливаясь, когда встречается пробел. Но данный цикл использует для этого итератор, а не индексирование.

Цикл начинается с инициализации итератора itрезультатом вызова функции s.begin(), чтобы он указывал на первый символ строки s(если он есть). Условие проверяет, не достиг ли итератор itконца строки ( s.end()). Если это не так, то проверяется следующее условие, где обращение к значению итератора it, возвращающее текущий символ, передается функции isspace(), чтобы выяснить, не пробел ли это. В конце каждой итерации выполняется оператор ++it, чтобы переместить итератор на следующий символ строки s.

У этого цикла то же тело, что и у последнего оператора ifпредыдущей программы. Обращение к значению итератора itиспользуется и для передачи текущего символа функции toupper(), и для присвоения полученного результата символу, на который указывает итератор it.

Программисты, перешедшие на язык С++ с языка С или Java, могли бы быть удивлены тем, что в данном цикле forбыл использован оператор !=, а не <. Программисты С++ используют оператор !=исключительно по привычке. По этой же причине они используют итераторы, а не индексирование: этот стиль программирования одинаково хорошо применим к контейнерам различных видов, предоставляемых библиотекой.

Как уже упоминалось, только у некоторых библиотечных типов, vectorи string, есть оператор индексирования. Тем не менее у всех библиотечных контейнеров есть итераторы, для которых определены операторы ==и !=. Однако большинство их итераторов не имеют оператора <. При обычном использовании итераторов и оператора !=можно не заботиться о точном типе обрабатываемого контейнера.

Подобно тому, как не всегда известен точный тип size_typeэлемента вектора или строки (см. раздел 3.2.2), мы обычно не знаем (да и не обязаны знать) точный тип итератора. Как и в случае с типом size_type, библиотечные типы, у которых есть итераторы, определяют типы по имени iteratorи const_iterator, которые представляют фактические типы итераторов.

vector::iterator it; // it позволяет читать и записывать

// в элементы вектора vector

string::iterator it2; // it2 позволяет читать и записывать

// символы в строку

vector::const_iterator it3; // it3 позволяет читать, но не

// записывать элементы

string::const_iterator it4; // it4 позволяет читать, но не

// записывать символы

Тип const_iteratorведет себя как константный указатель (см. раздел 2.4.2). Как и константный указатель, тип const_iteratorпозволяет читать, но не писать в элемент, на который он указывает; объект типа iteratorпозволяет и читать, и записывать. Если вектор или строка являются константой, можно использовать итератор только типа const_iterator. Если вектор или строка на являются константой, можно использовать итератор и типа iterator, и типа const_iterator.

Термин итератор (iterator) используется для трех разных сущностей. Речь могла бы идти о концепции итератора, или о типе iterator, определенном классом контейнера, или об объекте итератора.

Следует уяснить, что существует целый набор типов, связанных концептуально. Тип относится к итераторам, если он поддерживает общепринятый набор функций. Эти функции позволяют обращаться к элементу в контейнере и переходить с одного элемента на другой.

Каждый класс контейнера определяет тип по имени iterator, который обеспечивает действия концептуального итератора.

Тип, возвращаемый функциями begin()и end(), зависит от константности объекта, для которого они были вызваны. Если объект является константой, то функции begin()и end()возвращают итератор типа const_iterator; если объект не константа, они возвращают итератор типа iterator.

vector v;

const vector cv;

auto it1 = v.begin(); // it1 имеет тип vector::iterator

auto it2 = cv.begin(); // it2 имеет тип vector::const_iterator

Зачастую это стандартное поведение желательно изменить. По причинам, рассматриваемым в разделе 6.2.3, обычно лучше использовать константный тип (такой как const_iterator), когда необходимо только читать, но не записывать в объект. Чтобы позволить специально задать тип const_iterator, новый стандарт вводит две новые функции, cbegin()и cend():

auto it3 = v.cbegin(); // it3 имеет тип vector::const_iterator

Подобно функциям-членам begin()и end(), эти функции-члены возвращают итераторы на первый и следующий после последнего элементы контейнера. Но независимо от того, является ли вектор (или строка) константой, они возвращают итератор типа const_iterator.

При обращении к значению итератора получается объект, на который указывает итератор. Если этот объект имеет тип класса, то может понадобиться доступ к члену полученного объекта. Например, если есть вектор строк, то может понадобиться узнать, не пуст ли некий элемент. С учетом, что it— это итератор данного вектора, можно следующим образом проверить, не пуста ли строка, на которую он указывает:

(*it).empty()

По причинам, рассматриваемым в разделе 4.1.2, круглые скобки в части (*it).empty()необходимы. Круглые скобки требуют применить оператор обращения к значению к итератору it, а к результату применить точечный оператор (см. раздел 1.5.2). Без круглых скобок точечный оператор относился бы к итератору it, а не к полученному объекту.

(*it).empty() // обращение к значению it и вызов функции-члена empty()

// полученного объекта

*it.empty() // ошибка: попытка вызова функции-члена empty()

// итератора it,

// но итератор it не имеет функции-члена empty()

Второе выражение интерпретируется как запрос на выполнение функции-члена empty()объекта it. Но it— это итератор, и он не имеет такой функции. Следовательно, второе выражение ошибочно.