to the top
close form

Заполните форму в два простых шага ниже:

Ваши контактные данные:

Шаг 1
Поздравляем! У вас есть промокод!

Тип желаемой лицензии:

Шаг 2
Team license
Enterprise license
** Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности
close form
Запросите информацию о ценах
Новая лицензия
Продление лицензии
--Выберите валюту--
USD
EUR
RUB
* Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности

close form
Бесплатная лицензия PVS-Studio для специалистов Microsoft MVP
** Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности

close form
Для получения лицензии для вашего открытого
проекта заполните, пожалуйста, эту форму
** Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности

close form
Мне интересно попробовать плагин на:
** Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности

close form
check circle
Ваше сообщение отправлено.

Мы ответим вам на


Если вы так и не получили ответ, пожалуйста, проверьте папку
Spam/Junk и нажмите на письме кнопку "Не спам".
Так Вы не пропустите ответы от нашей команды.

Итераторы

26 Окт 2022

Под итераторами понимают объекты, реализующие интерфейс доступа к элементам контейнера. Их основное предназначение – это предоставление возможности работать с разными контейнерами единым способом, что позволяет использовать одни и те же функции и алгоритмы. С помощью итераторов можно перебирать объекты внутри любого контейнера. Это бывает полезно, когда сами контейнеры не могут предоставить быстрый доступ к произвольному элементу.

Итератор – легковесный объект, который хранит только указатель на тип объектов контейнера и определяется 5 шаблонными параметрами, два из которых являются обязательными: категория итератора и тип значения, которое может быть получено путем разыменовывания итератора. Для каждой категории итератора перегружены операции префиксного и постфиксного инкрементов (++), сравнения (==, !=) и разыменования (*). После выполнения оператора ++ итератор будет указывать на следующий в коллекции элемент, если он существует. Операторы == и != вернут true или false в зависимости от того, указывают ли итераторы на один и тот же объект. Как и при работе с указателями, для получения объекта используется операция разыменования. Также как для указателей, для них применимы операции разыменования (*,->), инкремента (++) и сравнения (==, !=).

Для каждого типа контейнера существуют свои итераторы. Это связано с особенностями расположения элементов в памяти и доступа к ним. Итераторы делятся на следующие категории:

  • ввода (InputIterator);
  • однонаправленные (ForwardIterator);
  • двунаправленные (BidirectionalIterator);
  • произвольного доступа (RandomAccessIterator);
  • непрерывные (ContiguousIterator, начиная с C++17);
  • вывода (OutputIterator).

Категория определяется операциями, которые могут быть выполнены над нею. Каждая из первых пяти категорий включает в себя предыдущую. Так, над итераторами произвольного доступа выполнимы все операции двунаправленных, однонаправленных и итераторов ввода. В таблице ниже приведены все эти категории. В ней используются следующие обозначения:

  • it, it1, it2 – итераторы;
  • a – поле или метод базового типа, на который указывает итератор;
  • n – число элементов или индекс.
Iterators_ru/image1.png

Ячейка со значением ± означает, что операция выполнима только если итератор не является константным.

В зависимости от категории итераторов, их можно использовать в разных стандартных алгоритмах. Так, например, алгоритм подсчета числа элементов (std::count) применим ко всем типам итераторов, кроме итераторов вывода, а алгоритм сортировки (std::sort) только к итераторам произвольного доступа и непрерывным итераторам.

В следующем примере продемонстрировано использование итераторов для подсчета суммы в разных контейнерах:

#include <vector>
#include <deque>
#include <forward_list>
#include <set>
#include <string>
#include <iostream>

template <typename InputIt, typename T>
constexpr T sum(InputIt first, InputIt last, T init)
{
  while (first != last)
  {
    init = std::move(init) + *first;
    ++first;
  }

  return init;
}

int main()
{
  std::forward_list<int> flist { 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1 };
  std::deque<int>        deque { 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 };
  std::vector<float>    vector { 0.3, 0.5 ,0.7 ,0.9 ,1.1 };
  std::set<std::string>    set { "One", "Two", "Three", "Four" };

  auto  flist_sum = sum(flist.begin(), flist.end(), 0);
  auto  deque_sum = sum(deque.begin(),  deque.end(), 0);
  auto vector_sum = sum(vector.begin(), vector.end(), 0.0f);
  auto    set_sum = sum(set.begin(), set.end(), std::string {});

  std::cout << " flist_sum = " << flist_sum  << "\n";
  std::cout << " deque_sum = " << deque_sum  << "\n";
  std::cout << "vector_sum = " << vector_sum << "\n";
  std::cout << "   set_sum = " << set_sum    << std::endl;


  // flist_sum = 7
  // deque_sum = 33
  // vector_sum = 3.5
  // set_sum = FourOneThreeTwo

  return 0;
}

Для подсчета суммы используется шаблон функции, принимающей два итератора и начальное значение. Функция использует такие операции над итераторами, как сравнение (!=), разыменование для чтения (*) и префиксный инкремент (++). Эти операции выполнимы для всех категорий, начиная с InputIterator (кроме OutputIterator). Эта категория самая низкая из пяти, поэтому функция может работать со всеми пятью категориями итераторов. Для определения типа возвращаемого значения используется третий аргумент функции.

Для того, чтобы получить итератор на начало и конец последовательности элементов, у любого контейнера существуют методы begin и end. Контейнер forward_list использует однонаправленные итераторы, deque и set – двунаправленные, а vector – итераторы произвольного доступа. Вызов функций для разных контейнеров приводит к инстанцированию шаблона с соответствующим типом итератора и типом хранимого значения.

Итераторам одного типа нельзя присвоить значение итераторов другого типа, за исключением константного итератора, который может принять значение точно такого же, но не константного.

Для более удобной работы с итераторами существуют операции:

  • std::distance – возвращает расстояние (число переходов) между двумя итераторами;
  • std::advance – модифицирует переданный итератор, сдвигая его на n позиций вперед или назад. Сдвиг на положительное число доступен для любых типов итераторов. Сдвиг на отрицательное число доступен для итераторов, начиная с категории BidirectionalIterator;
  • std::prev – возвращает n-ый по счету предыдущий итератор;
  • std::next – возвращает n-ый по счету следующий итератор.

Для изменения поведения итератора или добавления дополнительного функционала, используются итераторы-адаптеры. Например, адаптер reverse_iterator позволяет обходить контейнер в обратном направлении, а back_insert_iterator вставлять элементы в конец контейнера.

Итераторы часто упрощают программирование, однако их неправильное использование не всегда отслеживается компилятором и может приводить к ошибкам. Например, можно сравнить итераторы от разных контейнеров (V662) или разыменовать невалидный итератор (V783). PVS-Studio позволяет детектировать эти и некоторые другие паттерны ошибок связанные с итераторами с помощью диагностик V803, V789 и V738.

Библиографический список

Популярные статьи по теме
Хорошо ли ChatGPT ищет ошибки в коде?

Дата: 02 Мар 2023

Автор: Артём Ровенский

Нейросети всё больше вливаются в привычный мир, пытаясь упростить нам жизнь. Тот же ChatGPT вызвал бурю обсуждений в интернете. Чат бот способен писать тексты, код, рефераты и песни. Он даже умеет ис…
Обзор плагина PVS-Studio для Visual Studio Code

Дата: 02 Фев 2023

Автор: Андрей Москалёв

Благодаря новому плагину PVS-Studio преимущества статического анализа теперь доступны и при работе с редактором Visual Studio Code. В этой статье мы разберём использование плагина от этапа установки …
Изменения в PVS-Studio, о которых полезно знать

Дата: 31 Янв 2023

Автор: Сергей Васильев

В этой статье расскажу о том, что появилось в PVS-Studio за последние три года, и чем это полезно пользователям анализатора. Статья модульная: можно не читать от начала до конца, а посмотреть только …
C++ — язык 2022 года. Почему так, и что с другими языками?

Дата: 20 Янв 2023

Автор: Сергей Васильев

C++ становится языком 2022 года по версии TIOBE, обгоняя Python. Rust, C#, Go и прочие — далеко позади. Странно? Сейчас разберёмся.
PVS-Studio в 2022 году

Дата: 19 Янв 2023

Автор: Полина Алексеева

На дворе январь 2023, а значит, самое время подвести итоги уже прошлого 2022 года. Мы расскажем, чем занимались, и покажем, что нового появилось в анализаторе за это время. Давайте вместе взглянем на…

Комментарии (0)

Следующие комментарии next comments
close comment form
Unicorn with delicious cookie
Мы используем куки, чтобы пользоваться сайтом было удобно.
Хорошо