Руководство по стандартной библиотеке шаблонов (STL) - [4]
Итераторы вывода (Output iterators)
Класс или встроенный тип X удовлетворяет требованиям итератора вывода, если справедливы следующие выражения:
Таблица 3. Требования итератора вывода
| выражение | возвращаемый тип | семантика исполнения | утверждение/примечание состояние до/после |
|---|---|---|---|
| X(a) | - | - | *a = t эквивалентно *X(a) = t. примечание: предполагается деструктор. |
| X u(a); X u = a; | - | - | - |
| *a = t | результат не используется | - | - |
| ++r | X& | - | - |
| r++ | Х или Х& | - | - |
ПРИМЕЧАНИЕ. Единственное допустимое использование operator* - на левой стороне выражения присваивания. Присваивание через то же самое значение итератора происходит только однажды. Алгоритмы с итераторами вывода никогда не должны пытаться проходить через тот же самый итератор дважды. Они должны быть однопроходными (single pass) алгоритмами. Равенство и неравенство не обязательно определены. Алгоритмы, которые берут итераторы вывода, могут использоваться с выходными потоками для помещения в них данных через класс ostream_iterator, также как с итераторами вставки и вставляющими указателями. В частности, следующие два условия должны соблюдаться: во-первых, через любое значение итератора должно выполняться присваивание до его увеличения (то есть, для итератора вывода i недопустима последовательность кода i++; i++;); во-вторых, любое значение итератора вывода может иметь только одну активную копию в любое данное время (например, недопустима последовательность кода i = j; *++i = a; *j = b;).
Последовательные итераторы (Forward iterators)
Класс или встроенный тип X удовлетворяет требованиям последовательного итератора, если справедливы следующие выражения:
Таблица 4. Требования последовательного итератора
| выражение | возвращаемый тип | семантика исполнения | утверждение/примечание состояние до/после |
|---|---|---|---|
| X u; | - | - | примечание: u может иметь исключительное значение. примечание: предполагается деструктор. |
| X() | - | - | примечание: X() может быть исключительным. |
| X(a); | - | - | a == X(a) |
| X u(a); X u = a; | - | X u; u = a; | после: u == a. |
| a == b | обратимый в bool | - | == - это отношение эквивалентности. |
| a!= b | обратимый в bool | !(a == b) | - |
| r = a | X& | - | после: r == a. |
| *a | обратимый в T | - | до: a - разыменовываемое. a==b подразумевает *a==*b. Если X - модифицируемый, то *a = t - допустимо. |
| ++r | X& | - | до: r - разыменовываемое. после: r - разыменовываемое или r - законечное. r == s и r - разыменовываемое подразумевает ++r==++s. &r==&++r. |
| r++ | X | {X tmp = r; ++ r; return tmp;} | - |
ПРИМЕЧАНИЕ. Тот факт, что r == s подразумевает ++r == ++s (что неверно для итераторов ввода и вывода) и что удалено ограничение на число присваиваний через итератор (которое применяется к итераторам вывода), позволяет использование многопроходных однонаправленных алгоритмов с последовательными итераторами.
Двунаправленные итераторы (Bidirectional iterators)
Класс или встроенный тип X удовлетворяет требованиям двунаправленного итератора, если к таблице, которая определяет последовательные итераторы, мы добавим следующие строки:
Таблица 5. Требования двунаправленного итератора (в дополнение к последовательному итератору)
| выражение | возвращаемый тип | семантика исполнения | утверждение/примечание состояние до/после |
|---|---|---|---|
| --r | X& | - | до: существует s такое, что r==++s. после: s - разыменовываемое. --(++r)==r. --r==--s подразумевает r==s.&r==&--r. |
| r-- | X | {X tmp = r; --r; return tmp;} | - |
ПРИМЕЧАНИЕ. Двунаправленные итераторы позволяют алгоритмам перемещать итераторы назад так же, как вперёд.
Итераторы произвольного доступа (Random access iterators)
Класс или встроенный тип X удовлетворяет требованиям итераторов произвольного доступа, если к таблице, которая определяет двунаправленные итераторы, мы добавим следующие строки:
Таблица 6: Требования итератора произвольного доступа (в дополнение к двунаправленному итератору)
| выражение | возвращаемый тип | семантика исполнения | утверждение/примечание состояние до/после |
|---|---|---|---|
| r += n | X& | {Distance m = n; if(m ›= 0) while(m--) ++r; else while(m++) --r; return r;} | - |
| a + n n + a | X | {X tmp = a; return tmp += n;} | a + n == n + a. |
| r -= n | X& | return r += -n; | - |
| a - n | X | {X tmp = a; return tmp -= n;} | - |
| b - a | Distance | - | до: существует значение n типа Distance такое, что a+n=b. b==a+(b-a). |
| a[n] | обратимый в T | *(a + n) | - |
| a ‹ b | обратимый в bool | b - a › 0 | ‹ - это отношение полного упорядочения |
| a › b | обратимый в bool | b ‹ a | › - это отношение полного упорядочения, противоположное ‹. |
| a ›= b | обратимый в bool | !(a ‹ b) | - |
| a ‹= b | обратимый в bool | !(a › b) | - |
Теги итераторов (Iterator tags)
Чтобы осуществлять алгоритмы только в терминах итераторов, часто бывает необходимо вывести тип значения и тип расстояния из итератора. Для решения этой задачи требуется, чтобы для итератора i любой категории, отличной от итератора вывода, выражение value_type(i) возвращало (T*)(0), а выражение distance_type(i) возвращало (Distance*)(0). Для итераторов вывода эти выражения не требуются.
Примеры использования тегов итераторов
Для всех типов обычных указателей мы можем определить value_type и distance_type с помощью следующего:
