std::iterator_traits

 

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迭代器概念
间接可读 (C++20) 间接可写 (C++20) 弱可增量 (C++20) 可增量 (C++20) 是整数类 是有符号整数类 (C++20)(C++20)	哨兵 (C++20) 大小哨兵 (C++20) 输入迭代器 (C++20) 输出迭代器 (C++20) 输入或输出迭代器 (C++20)	前向迭代器 (C++20) 双向迭代器 (C++20) 随机访问迭代器 (C++20) 连续迭代器 (C++20)
迭代器原语
input_iterator_tagoutput_iterator_tagforward_iterator_tagbidirectional_iterator_tagrandom_access_iterator_tagcontiguous_iterator_tag (C++20)	iter_value_titer_difference_titer_reference_titer_const_reference_titer_rvalue_reference_titer_common_reference_t (C++20)(C++20)(C++20)(C++23)(C++20)(C++20)	迭代器 (在 C++17 中已弃用) iterator_traits incrementable_traits (C++20) indirectly_readable_traits (C++20)
算法概念和实用程序
间接可调用概念
indirectly_unary_invocableindirectly_regular_unary_invocable (C++20)(C++20)	间接一元谓词 (C++20) 间接二元谓词 (C++20)	间接等价关系 (C++20) 间接严格弱序 (C++20)
常见算法要求
间接可移动 (C++20) 间接可移动可存储 (C++20) 间接可复制 (C++20)	间接可复制可存储 (C++20)   间接可交换 (C++20) 间接可比较 (C++20)	可置换 (C++20) 可合并 (C++20) 可排序 (C++20)
实用程序
indirect_result_t (C++20)	projected (C++20)	projected_value_t (C++26)
迭代器适配器
reverse_iterator make_reverse_iterator (C++14) move_iterator (C++11) make_move_iterator (C++11) default_sentinel_tdefault_sentinel (C++20)(C++20) unreachable_sentinel_tunreachable_sentinel (C++20)(C++20)	front_insert_iterator back_insert_iterator inserter insert_iterator front_inserter back_inserter move_sentinel (C++20)	common_iterator (C++20) counted_iterator (C++20) basic_const_iterator (C++23) const_iterator (C++23) const_sentinel (C++23) make_const_iterator (C++23) make_const_sentinel (C++23)
流迭代器 istream_iterator    ostream_iterator istreambuf_iterator ostreambuf_iterator	迭代器自定义点 ranges::iter_move (C++20) ranges::iter_swap (C++20)
迭代器操作 advance distance prev (C++11)   next (C++11) ranges::advance (C++20) ranges::distance (C++20) ranges::prev (C++20) ranges::next (C++20)	范围访问 begincbegin (C++11)(C++14) rbegincrbegin (C++14)(C++14)   endcend (C++11)(C++14) rendcrend (C++14)(C++14)   sizessize (C++17)(C++20) empty (C++17) data (C++17)

 

定义在头文件 <iterator> 中
template< class Iter > struct iterator_traits;
template< class T > struct iterator_traits<T*>;
template< class T > struct iterator_traits<const T*>;		(在 C++20 中已删除)

std::iterator_traits 是一个类型特征类，它为 LegacyIterator 类型提供了统一的接口。这使得仅根据迭代器实现算法成为可能。

该模板可以为用户定义的迭代器进行专门化，以便即使类型没有提供通常的类型定义，也可以检索有关迭代器的信息。

用户专门化可以将嵌套类型 iterator_concept 定义为 迭代器类别标签 中的一个，以指示符合迭代器概念。

(自 C++20 起)

模板参数

Iter

-

要检索属性的迭代器类型

成员类型

嵌套类型	定义
difference_type	Iter::difference_type
value_type	Iter::value_type
pointer	Iter::pointer
reference	Iter::reference
iterator_category	Iter::iterator_category

如果 Iter 没有以上五个嵌套类型中的任何一个，则此模板没有这些名称的任何成员（std::iterator_traits 是 SFINAE 友好的）。

(自 C++17 起) (直到 C++20)

如果 Iter 没有 pointer，但具有所有剩余的四个嵌套类型，则这四个嵌套类型声明如下 嵌套类型 定义 difference_type Iter::difference_type value_type Iter::value_type pointer void reference Iter::reference iterator_category Iter::iterator_category 否则，如果 Iter 满足仅说明的概念 __LegacyInputIterator，则嵌套类型声明如下 嵌套类型 定义 difference_type std::incrementable_traits<Iter>::difference_type value_type std::indirectly_readable_traits<Iter>::value_type pointer 如果有效，则为 Iter::pointer。 否则，如果有效，则为 decltype(std::declval<Iter&>().operator->()). 否则，为 void. reference 如果有效，则为 Iter::reference。 否则，为 std::iter_reference_t<Iter>. iterator_category 如果有效，则为 Iter::iterator_category。 否则，如果 Iter 满足 __LegacyRandomAccessIterator，则为 std::random_access_iterator_tag。 否则，如果 Iter 满足 __LegacyBidirectionalIterator，则为 std::bidirectional_iterator_tag。 否则，如果 Iter 满足 __LegacyForwardIterator，则为 std::forward_iterator_tag。 否则，为 std::input_iterator_tag。 否则，如果 Iter 满足仅说明的概念 __LegacyIterator，则嵌套类型声明如下 嵌套类型 定义 difference_type std::incrementable_traits<Iter>::difference_type 如果有效。 否则，为 void. value_type void pointer void reference void iterator_category std::output_iterator_tag 否则，此模板没有这些名称的任何成员（std::iterator_traits 是 SFINAE 友好的）。

(自 C++20 起)

专门化

此类型特征可以为可能用作迭代器的用户提供的类型进行专门化。标准库为指针类型 T* 提供了部分专门化，这使得可以对原始指针使用所有基于迭代器的算法。

标准库还为某些标准迭代器适配器提供了部分专门化。

(自 C++20 起)

T* 专门化嵌套类型

仅当 std::is_object_v<T> 为 true 时才专业化。

(自 C++20 起)

嵌套类型	定义
difference_type	std::ptrdiff_t
value_type	T(直到 C++20)std::remove_cv_t<T>(从 C++20 开始)
pointer	T*
reference	T&
iterator_category	std::random_access_iterator_tag
iterator_concept (从 C++20 开始)	std::contiguous_iterator_tag

const T* 特化嵌套类型 嵌套类型 定义 difference_type std::ptrdiff_t value_type T pointer const T* reference const T& iterator_category std::random_access_iterator_tag

(直到 C++20)

库类型的特化

std::iterator_traits<std::common_iterator> (C++20)	提供对 std::common_iterator 类型的属性的统一接口。 (类模板特化)
std::iterator_traits<std::counted_iterator> (C++20)	提供对 std::counted_iterator 类型的属性的统一接口。 (类模板特化)

示例

展示了针对双向迭代器的通用 std::reverse() 实现。

运行此代码

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <list>
#include <vector>
 
template<class BidirIt>
void my_reverse(BidirIt first, BidirIt last)
{
    typename std::iterator_traits<BidirIt>::difference_type n = std::distance(first, last);
    for (--n; n > 0; n -= 2)
    {
        typename std::iterator_traits<BidirIt>::value_type tmp = *first;
        *first++ = *--last;
        *last = tmp;
    }
}
 
int main()
{
    std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
    my_reverse(v.begin(), v.end());
    for (int n : v)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    std::list<int> l{1, 2, 3, 4, 5};
    my_reverse(l.begin(), l.end());
    for (int n : l)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    int a[]{1, 2, 3, 4, 5};
    my_reverse(a, a + std::size(a));
    for (int n : a)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
 
//  std::istreambuf_iterator<char> i1(std::cin), i2;
//  my_reverse(i1, i2); // compilation error: i1, i2 are input iterators
}

输出

5 4 3 2 1
5 4 3 2 1
5 4 3 2 1

另请参阅

迭代器 (在 C++17 中已弃用)	基类，便于为简单迭代器定义所需类型。 (类模板)
input_iterator_tagoutput_iterator_tagforward_iterator_tagbidirectional_iterator_tagrandom_access_iterator_tagcontiguous_iterator_tag (C++20)	用于指示迭代器类别的空类类型。 (类)
iter_value_titer_reference_titer_const_reference_titer_difference_titer_rvalue_reference_titer_common_reference_t (C++20)(C++20)(C++23)(C++20)(C++20)(C++20)	计算迭代器的关联类型。 (别名模板)