• const 迭代器和 const_iterator (vector/set/map)


    vector:

    如同一般复合类型一样,vector 迭代器也可以声明成:

    const vector<int>::iterator it1 = v.begin();
    vector<int>::iterator const it2 = v.begin();

    但在一般复合类型中 it1 通常是底层 const,ti2是 顶层 const。但在上面两条声明语句中 it1, it2 都是顶层 const,即 it1, it2 本身的值不能改变(不能指向其它对象),而其所指对象的值是可以改变的。既然不能通过声明迭代器 it1 的形式得到底层 const,那么就需要有其它方法来达成咯。这就是 const_iterator。

    vector<int>::const_iterator it3 = v.begin();

    it3 会是一个底层 const,即其所指对象可以改变,但不能改变其所指对象的值。

     1     std::vector<int> v(10, 1);
     2     const vector<int>::iterator it1 = v.begin();
     3     // it1++;//改变it1的值是非法的
     4     *it1 += 1;
     5     cout << *it1 << endl;//输出2
     6 
     7     vector<int>::iterator const it2 = v.begin();
     8     // it2 = v.end();//改变it2的值是非法的
     9     cout << *it2 << endl;//输出2
    10     *it2 += 1;
    11     cout << *it2 << endl;//输出3
    12 
    13     vector<int>::const_iterator it3 = v.begin();
    14     // *it3 += 1;//改变it3所指对象的值是非法的
    15     it3++;//让it3指向v中第一个元素的下一个元素
    16     cout << *it3 << endl;//输出1
    17 
    18     const vector<int>::const_iterator it4 = v.begin();
    19     // it4++;//改变it4的值是非法的
    20     // *it4 += 1;//改变it4所指对象的值是非法的
    21 
    22     vector<int>::const_iterator const it5 = v.begin();
    23     // it5++;//改变it5的值是非法的
    24     // *it5 += 1;//改变it5所指对象的值是非法的

    set:

    1     set<int> s;
    2     s.insert(1);
    3     s.insert(2);
    4     set<int>::iterator it = s.begin();
    5     cout << *it << endl;//输出1
    6     // *it += 1;//set里面的元素本身是常量,不可改变

    在上面的代码中,若加上 it += 1,则会报错:

    可以发现 set 的元素是带有 const 限定符的。

    因此要修改 set 里面某个元素的值的话一般需要先删除需要修改的那个元素,再插入目标值,需要 log(n) 的时间。

    当然也可以通过 const_cast 来解除 set 迭代器的底层 const:

     1     set<int> s;
     2     s.insert(1);
     3     s.insert(10);
     4     s.insert(100);
     5 
     6     const set<int>::iterator it = s.begin();
     7     int &cnt = const_cast<int&>(*it);//cnt为it所指对象的引用, 但cnt不具有底层const
     8     cnt += 100;
     9     cout << *it << endl;//输出101
    10     cout << cnt << endl;//输出101
    11     for(auto i : s){
    12         cout << i << " ";//输出 101 10 100 (set类型对象s的有序性被破坏了)
    13     }
    14     cout << endl;
    15     
    16     s.insert(1);
    17     cout << *s.begin() << endl;
    18     for(auto i : s){
    19         cout << i << " ";//输出 1 101 10 100
    20     }
    21     cout << endl;

    上例中虽然用 const_cast 去掉了迭代器 it 的底层 const,但是却破坏了 s 的有序性,显然不是一个好的办法。因此用 const_cast 改变对象的底层 const 时一定要慎之又慎。

    和 vector 迭代器类似的是,const 作用于 set 迭代器也是顶层 const,而 set 又自带底层 const,所以用 const 限定的 set 迭代器既不能改变所指对象,也不能改变所指对象的值。而 const_iterator 的作用则和 set 迭代器自带的底层 const 重复了。

     1     set<int> s;
     2     s.insert(1);
     3     s.insert(10);
     4     s.insert(100);
     5 
     6     const set<int>::iterator it1 = s.begin();
     7     cout << *it1 << endl;//输出1
     8     // it1++;//非法操作
     9     // *it1 += 1;//非法操作
    10 
    11     set<int>::iterator const it2 = s.begin();
    12     cout << *it2 << endl;//输出1
    13     // it2++;//非法操作
    14     // *it2 += 1;//非法操作
    15 
    16     set<int>::const_iterator it3 = s.begin();
    17     // *it3 += 1;//非法操作
    18     it3++;
    19     cout << *it3 << endl;//输出10

    map:

    和 set 类似,map 的迭代器也带有底层 const,不同的是 map 迭代器中只有 key 是 const 的。

    1     map<int, int> mp;
    2     mp[1] = 2;
    3     map<int, int>::iterator it = mp.begin();
    4     cout << (*it).first << " " << (*it).second << endl;//输出1 2
    5     (*it).second += 1;
    6     // (*it).first += 1;//有const修饰符,不能改变
    7     cout << (*it).first << " " << (*it).second << endl;//输出1 3

    如果加上 (*it).first += 1; 则会报错:

     

    const 作用于 map 也是顶层 const,而 const_iterator 作用于 map 是底层 const。map 迭代器指向的一个 pair 类型的对象。map 迭代器只有 key(pair 的第一个元素)是 const 的。使用 const_iterator 后则整个 pair 都是 const 的。

     1     map<int, int> mp;
     2     mp[1] = 2;
     3     mp[2] = 3;
     4 
     5     const map<int, int>::iterator it1 = mp.begin();
     6     // it1 = mp.end();//非法操作
     7     // it1->first += 1;//非法操作
     8     it1->second += 1;
     9     cout << it1->first << " " << it1->second << endl;//输出1 3
    10 
    11     map<int, int>::iterator const it2 = mp.begin();
    12     // it2 = mp.end();//非法操作
    13     // it2->first += 1;//非法操作
    14     it2->second += 1;
    15     cout << it2->first << " " << it2->second << endl;//输出1 4
    16 
    17     map<int, int>::const_iterator it3 = mp.begin();
    18     it3 = --mp.end();//end是尾后迭代器
    19     // it3->first += 1;//非法操作
    20     // it3->second += 1;//非法操作,使用const_iterator修饰后it3具有底层const
    21 
    22      const map<int, int>::const_iterator it4 = mp.begin();
    23      // it4 = --mp.end();//非法操作
    24      // it4->first += 1;//非法操作
    25      // it4->second += 1;//非法操作
    26 
    27      map<int, int>::const_iterator const it5 = mp.begin();
    28      // it5 = --mp.end();//非法操作
    29      // it5->first += 1;//非法操作
    30      // it5->second += 1;//非法操作

    如果试图给 const_iterator 迭代器改变所指对象的值,则会报错:

    提示 std::pair<const int, int>::second 是只读的。

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