title: C++ STL迭代器设计原则和萃取机制(Traits)
date: 2019-12-23 15:21:47
tags:
- STL
- C/C++
categories: STL
迭代器 (iterator)
迭代器是算法和容器之间的中间桥梁，迭代器必须能够有能力满足算法的提问，其实也就是规定了迭代器的属性。
STL中迭代器必须提供的五种相关属性（associated types）
- iterator_category 分类，确定是哪种迭代器，
- distance 表示两个迭代器之间的距离，如last - begin, middle - begin等
- value_type 迭代器所指对象的类型
- reference
- pointer
Iterator Traits
根据上文，我们知道STL里面 algorithm 每次使用是都会询问桥梁，即对应 iterator 的五个属性。思考一下，传统意义的指针是iterator吗？传统意义的指针能被algorithm调用吗？
指针是iterator，但是传统指针没办法进行typedef, 就没法确定这几个associated type, 而迭代器是泛化的指针。
这样的话，算法是怎么调用传统指针呢？这里就是用了中间层的概念，这也是解决计算机复杂问题的“银色子弹”
一句话概括：迭代器萃取机制(iterator_traits)就是用tratis这个中间层，来区别 class iterators 和 non-class iterators
下面就iterator的value_type属性举例，其GCC 2.9中的代码部分如下：
1 //如果是I，就进入这个 2 template <class I> 3 struct iterator_traits { 4 typedef typename I::value_type value_type; 5 }; 6 7 //模板特化 8 //如果I是pointer to T, 就进入这个 9 template <class T> 10 struct iterator_traits<T*> { 11 typedef T value_type; 12 }; 13 14 //模板特化 15 //如果I是pointer to const T, 就进入这个 16 template <class T> 17 struct iterator_traits<const T*> { 18 typedef T value_type;//注意是T而不是const T 19 }; 20 21 template<typename I, ...> 22 void algorithm(...) { 23 typename iterator_traits<I>::value_type y1; 24 }
各式各样的traits
除了iterator traits之外还有 type traits, char traits, allocator traits, pointer traits, array traits
总结
设计适当的相应型别（associate types），是迭代器的责任。
设计适当的迭代器，是容器的责任，只有容器才知道什么样的迭代器可以遍历自己，执行相应行为。
算法只需要设计以迭代器为对外接口就行，独立在容器和迭代器之外自行发展。