1. 从STL源码中了解Iterator_trait

以rotate算法为例

template<typename _ForwardIterator>
inline void rotate(_ForwardIterator _first,_ForwardIterator _middle,_ForwardIterator _last,)
{//...std::_rotate(_first, _middle, _last,std::__iterator_category(_first));
}

template<typename _Iter>
inline typename iterator_trait<_Iter>::iterator_category __iterator_category(const _Iter&)
{return typename iterator_traits<_Iter>::iterator_category();
}

template<typename _RandomAccessIterator>
void _rotate(_RandomAccessIterator _first,_RandomAccessIterator _middle,_RandomAccessIterator _last,random_access_iterator _tag)
{//....typdef typename iterator_trait<_RandomAccessIterator>::different_type _Distance;typdef typename iterator_trait<_RandomAccessIterator>::value_type _VlaueType;_Distance_n = _last - _first;_Distance_k = _middle - _first;// ....for(;;) {//....}
}

从上述代码中可以看出，rotate()需要知道iterators的三个associated types，即：

iterator_trait::iterator_category()
iterator_trait<_RandomAccessIterator>::different_type __Distance
iterator_trait<_RandomAccessIterator>::value_type _VlaueType

Iterators必须有能力回答algorithms的提问，这样的提问在C++标准库开发过程中设计出了5种，另外2种从未在C++标准库中被使用过：reference和pointer。

注：typedef typename 的作用

typdef typename iterator_trait<_RandomAccessIterator>::different_type _Distance;
typedef创建了存在类型的别名，而typename告诉编译器iterator_trait<_RandomAccessIterator>::different_type是一个类型而不是一个成员。

2. Iterator的5种associated types

// G4.9
template<typename _Tp>
struct _List_iterator
{typedef std::bidirectional_iterator_tag iterator_category;typedef _Tp value_type;typedef _Tp* pointer;typedef _Tp& reference;typedef ptrdiff_t difference_type;
}

如上所示，如果 I（iterator）是 class，class iterator 都有能力定义自己的associated type，因此以直接回答算法提问。

template<typename I>
inline void algorithm(I first, I last)
{//...I::iterator_category;I::pointer;I::reference;I::value_type;I::difference_type;//...
}

如果 I（iterator）并不是 class，例如它是一个 native pointer（被视为一种退化的iterator），它无法定义自己的associated type，因此并不能回答算法的提问。traits 必须具有分别它获取的 iterator 是 class iterator T 还是native pointer to T。利用partial specialization可达到目的。

3. Itreator_trait源码实现

template <class T>
struct iterator_traits {typedef typename I::iterator_category iterator_category;typedef typename I::value_type value_type;typedef typename I::difference_type difference_type;typedef typename I::pointer pointer;typedef typename I::reference reference;
};template <class T>
struct iterator_traits<T*> {typedef typename random_access_iterator_tag iterator_category;typedef typename T value_type;typedef typename ptrdiff_t difference_type;typedef typename T* pointer;typedef typename T& reference;
};template <class T>
struct iterator_traits<const T*> {typedef typename random_access_iterator_tag iterator_category;typedef typename T value_type;typedef typename ptrdiff_t difference_type;typedef typename T* pointer;typedef typename T& reference;
};

注：const T*类型的Iterator中value_type不是const T，value_type的主要目的是用来声明变量，声明一个无法被复制的变量没有什么用。

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Iterator_trait总结

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2. Iterator的5种associated types

3. Itreator_trait源码实现

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