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建立可迭代区域

我们已经认识了STL中提供的各种迭代器。我们只需实现一个迭代器，支持前缀加法++，解引用*和比较操作==，这样我们就能使用C++11基于范围的for循环对该迭代器进行遍历。

为了更好的了解迭代器，本节中将展示如何实现一个迭代器。迭代该迭代器时，只输出一组数字。实现的迭代器并不支持任何容器，以及类似的结构。这些数字是在迭代过程中临时生成的。

How to do it...

本节中，我们将实现一个迭代器类，并且对该迭代器进行迭代：

  1. 包含必要的头文件。

    #include <iostream>

  2. 迭代器结构命名为num_iterator:

    class num_iterator {

  3. 其数据类型只能是整型，仅用是用来计数的，构造函数会初始化它们。显式声明构造函数是一个好习惯，这就能避免隐式类型转换。需要注意的是，我们会使用position值来初始化i。这就让num_iterator可以进行默认构造。虽然我们的整个例子中都没有使用默认构造函数，但默认构造函数对于STL的算法却是很重要的。

    	int i;
public:
	explicit num_iterator(int position = 0) : i{position} {}

  4. 当对迭代器解引用时*it`，将得到一个整数：

    	int operator*() const { return i; }

  5. 前缀加法操作++it：

        num_iterator& operator++() {
        ++i;
        return *this;
    }

  6. for循环中需要迭代器之间进行比较。如果不相等，则继续迭代：

        bool operator!=(const num_iterator &other) const {
    	return i != other.i;
    }
};

  7. 迭代器类就实现完成了。我们仍需要一个中间对象对应于 for (int i : intermediate(a, b)) {...}写法，其会从头到尾的遍历，其为一种从a到b遍历的预编程。我们称其为num_range:

    class num_range {

  8. 其包含两个整数成员，一个表示从开始，另一个表示结束。如果我们要从0到9遍历，那么a为0，b为10([0, 10))：

        int a;
    int b;
public:
    num_range(int from, int to)
    	: a{from}, b{to}
    {}

  9. 该类也只有两个成员函数需要实现：begin和end函数。两个函数都返回指向对应数字的指针：一个指向开始，一个指向末尾。

        num_iterator begin() const { return num_iterator{a}; }
    num_iterator end() const { return num_iterator{b}; }
};

  10. 所有类都已经完成，让我们来使用一下。让我们在主函数中写一个例子，遍历100到109间的数字，并打印这些数值：

int main()
{
    for (int i : num_range{100, 110}) {
    	std::cout << i << ", ";
    }
    std::cout << '\n';
}

  1. 编译运行后，得到如下输出：

    100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109,

How it works...

考虑一下如下的代码段：

for (auto x : range) { code_block; }

这段代码将被编译器翻译为类似如下的代码：

{
    auto __begin = std::begin(range);
    auto __end = std::end(range);
    for ( ; __begin != __end; ++__begin) {
        auto x = *__begin;
        code_block
    }
}

这样看起来就直观许多，也能清楚的了解我们的迭代器需要实现如下操作：

  • operator!=
  • operatpr++
  • operator*

也需要begin和end方法返回相应的迭代器，用来确定开始和结束的范围。

Note:

本书中，我们使用std::begin(x)替代x.begin()。如果有begin成员函数，那么std::begin(x)会自动调用x.begin()。当x是一个数组，没有begin()方法是，std::begin(x)会找到其他方式来处理。同样的方式也适用于std::end(x)。当用户自定义的类型不提供begin/end成员函数时，std::begin/std::end就无法工作了。

本例中的迭代器是一个前向迭代器。再来看一下使用num_range的循环，从另一个角度看是非常的简单。

Note:

回头看下构造出迭代器的方法在range类中为const。这里不需要关注编译器是否会因为修饰符const而报错，因为迭代const的对象是很常见的事。