反向迭代器详解

stl中如何设计反向迭代器

反向迭代器顾名思义就是帮助容器从后向前遍历的一种迭代器，有const和非const版本区别，利用模板可以实现两种版本代码的复用

stl中反向迭代器的设计使用的是经典的适配器迭代器模式，意思是不自己从头写一遍，而是复用正向迭代器，利用正向迭代器实现的功能实现反向迭代器。

另外值得一提的是反向迭代器中的rbegin和rend和我们自以为的实现方式可能不同，也许是为了美观，反向迭代器的rbegin指向正向迭代器end指向的数据，而rend指向begin指向的数据。这就导致了如果我们要实现解引用操作符的重载，不能直接使用正向迭代器的解引用操作符重载，而是使用一个临时变量向前移动一步后返回这个变量指向的数据，不然可能会出现对某些容器哨兵位的非法访问，箭头操作符也面临同样的问题。需要对这两个特例单独操作。

stl反向迭代器解引用操作符代码：

_NODISCARD _CONSTEXPR17 reference operator*() const {_BidIt _Tmp = current;return *--_Tmp;}

stl反向迭代器箭头操作符代码：

_NODISCARD _CONSTEXPR17 pointer operator->() const {_BidIt _Tmp = current;--_Tmp;if constexpr (is_pointer_v<_BidIt>) {return _Tmp;} else {return _Tmp.operator->();}}

实现一个反向迭代器

先贴上正向迭代器的代码，反向迭代器的实现需要正向迭代器

 template<class T, class ref, class ptr>struct __list_iterator{typedef list_node<T> Node;typedef __list_iterator<T, ref, ptr> iterator;Node* node;__list_iterator(Node* node):node(node){}bool operator!=(const iterator& it) const{return node != it.node;}bool operator==(const iterator& it) const{return node == it.node;}ref operator*(){return node->data;}ptr operator->(){return &(operator*());}iterator operator++(){node = node->next;return *this;}iterator operator++(int){Node* tmp = node;node = node->next;return iterator(tmp);}iterator operator--(){node = node->prev;return *this;}iterator operator--(int){Node* tmp = node;node = node->prev;return iterator(tmp);}};

有了正向迭代器，实现反向迭代器就很简单了

 template<class iterator, class ref, class ptr>struct __list_reverse_iterator{iterator _it;typedef __list_reverse_iterator<iterator, ref, ptr> Reverse_iterator;__list_reverse_iterator(iterator it):_it(it){}bool operator!=(const Reverse_iterator& rit) const{return _it != rit._it;}bool operator==(const Reverse_iterator& rit) const{return _it == rit._it;}ref operator*(){iterator tmp = _it;return *(--tmp);}ptr operator->(){return &(operator*());}Reverse_iterator operator++(){--_it;return *this;}Reverse_iterator operator++(int){iterator tmp = _it;--_it;return Reverse_iterator(tmp);}Reverse_iterator operator--(){++_it;return *this;}Reverse_iterator operator--(int){iterator tmp = _it;++_it;return Reverse_iterator(tmp);}};

想要实现模板自动控制const迭代器和非const迭代器，只需要对迭代器类显式实例化时加上两个参数就可以完成

typedef __list_reverse_iterator<iterator, T&, T*> Reverse_iterator;
typedef __list_reverse_iterator<const_iterator,const T&,const T*>
const_Reverse_iterator;

总结

理论上只有迭代器能实现–操作就才能实现反向迭代器，因此一些单向容器是没有反向迭代器的，这种适配器迭代器模式极大的简化了代码，并且更加容易理解，是一种经典的设计模式。

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