STL const_iterator转iterator

STL const_iterator转iterator教程

在 STL 中，我们如果需要将 const_iterator 转换为 iterator 可以借助 advance() 和 distance() 函数。

C++ STL 标准库为了方便用户更轻松地操作容器，每个容器的模板类都提供有丰富且实用的方法。在这些方法中，有些是以 const_iterator 类型迭代器作为参数，也就意味着在使用此类方法时，需要为其传入一个 const_iterator 类型的迭代器。

例如，vector 容器模板类中提供有 insert() 方法，该方法的语法格式如下：

iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);

注意，此方法有多种语法格式，这里仅列举了其中的一种。可以看到，如果想调用此格式的 insert() 方法，就需要为其传入一个 const_iterator 类型的迭代器。对于给 const_iterator 类型的迭代器传值，还可以使用 iterator 类型迭代器，但不能使用 const_reverse_iterator 和 reverse_iterator 类型迭代器，这是为什么呢？

实际上，当我们将某一类型的迭代器传递给 insert() 方法中 const_iterator 类型的 position 形参时，即便类型不匹配，编译器也不会立即报错，而是先尝试将其类型转换成 const_iterator 类型，如果转换成功，则程序仍可以正常执行；反之如果转换失败，编译器才会报错。

C++ 中，通常将编译器自行尝试进行类型转换的整个过程称为隐式转换（或者自动类型转换）。对于 C++ STL 标准库中的这 4 种基础迭代器来说，C++ 编译器的隐式转换仅支持以下 2 种情况：

• 将 iterator 类型的迭代器隐式转换为 const_iterator 类型的迭代器；
• 将 reverse_iterator 类型的迭代器隐式转换为 const_reverse_iterator 类型的迭代器。

注意，以上 2 种隐式转换是单向的，即编译器只支持从 iterator 转换为 const_iterator，从 reverse_iterator 转换为 const_reverse_iterator，但不支持逆向转换。

有些读者可能会好奇，既然隐式转换无法做到，还有其他方式可以实现从 const_iterator 到 iterator、从 const_reverse_iterator 到 reverse_iterator 的转换吗？

很多读者可能会想到使用强制类型转换（const_cast）的方式。但可以明确的是，强制类型转换并不适用于迭代器，因为 const_cast 的功能仅是去掉某个类型的 const 修饰符，但 const_iterator 和iterator 是完全不同的 2 个类，同样 const_reverse_iterator 和 reverse_iterator 也是完全不同的 2 个类，它们仅仅是类名有 const 的差别，但并不是 const T 和 T 的关系。

这里给读者推荐一种实现方式，就是使用 advance() 和 distance() 这 2 个函数，其语法格式如下：

//将 const_iterator 转换为 iterator
advance(iter, distance<cont<T>::const_iterator>(iter,citer));
//将 const_reverse_iterator 转换为 reverse_iterator
advance(iter, distance<cont<T>::const_reverse_iterator>(iter,citer));

其中，citer 为指向某个容器（比如 cont）任意位置的 const_iterator（或者 const_reverse_iterator）类型迭代器，而 iter 通常初始为指向 cont 容器中第一个元素的 iterator（或者 reverse_iterator）类型迭代器。通过套用此格式，最终 iter 会变成一个指向和 citer 一样的 iterator（或者 reverse_iterator）类型迭代器。

注意，在使用 distance() 函数时，必须额外指明 2 个参数为 const 迭代器类型，否则会因为传入的 iter 和 citer 类型不一致导致 distance() 函数编译出错。

该实现方式的本质是，先创建一个迭代器 citer，并将其初始化为指向容器中第一个元素的位置。在此基础上，通过计算和目标迭代器 iter 的距离（调用 distance()），将其移动至和 iter 同一个位置（调用 advance()），由此就可以间接得到一个指向同一位置的 iter 迭代器。

比如如下代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
	cout << "嗨客网(www.haicoder.net)\n" << endl;
    vector<int>value{ 1,2,3,4,5 };
    vector<int>::const_iterator citer = --value.cend();
    vector<int>::iterator iter = value.begin();
    advance(iter, distance<vector<int>::const_iterator>(iter, citer)); 
    cout <<"*citer = " << *citer << endl;
    cout << "*iter = " << *iter << endl;
    return 0;
}

我们在 Linux 下使用 g++ 进行编译，具体命令如下：

g++ reverse_iterator.cpp -std=c++11

编译后，我们直接运行生成的二进制文件 a.out，如下图所示：

可以看到，通过使用 advance() 和 distance() 函数的组合格式，最终可以得到一个和 citer 指向相同但类型为 iterator 的迭代器。

注意，此方法的实现效率仍取决于目标容器的迭代器类型，如果是随机访问迭代器，则该方法的执行效率为 O(1)；反之，则执行效率为 O(n)。

STL const_iterator转iterator总结

在 STL 中，我们如果需要将 const_iterator 转换为 iterator 可以借助 advance() 和 distance() 函数。