概述
在 C++ 中，链表迭代器是一种用来遍历链表（如 std::list）元素的工具。链表是一种数据结构，其中每个元素（节点）包含一个数据值和一个指向下一个节点的指针。链表迭代器允许以类似于数组的方式访问链表中的元素，但不需要直接操作指针。
链表迭代器的作用
访问元素：链表迭代器使你能够顺序访问链表中的每个元素，就像在数组中遍历元素一样。
遍历链表：通过迭代器，你可以在链表中前进或后退，从而进行遍历操作。这使得在链表中执行各种操作（如查找、修改、删除等）变得简单而直观。
抽象化操作：迭代器提供了一种统一的方式来访问不同类型的数据结构。无论是链表、数组还是其他容器，迭代器的使用方式大致相同，这让代码更加通用和易于维护。
使用示例
#include <iostream>#include <list> int main() { std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用迭代器遍历链表 for (std::list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; // 输出链表元素 } return 0;}
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为什么要为自己的类设置迭代器？
参考下述链表类
class List {public: List(): head(new Node()) { } ~List(); bool push(int x, int y); // 在头部插入一个新坐标 bool pop(int x, int y); // 查找指定坐标，并删除 private: Node* head;};
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在该链表中，定义了push和pop两个方法，现假定，我们需要能够从第一个节点开始，逐步在外部调用链表的每一个节点，有一种简单的实现方法：
这里给出一个伪代码：
for (int i = 0; i < 10; ++i) { Node cur = myList.search(i); std::cout << cur << std::endl;}
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上述方法能够实现在外部对链表节点的遍历，但是，当索引较大时，鉴于每一次都需要从头访问至索引处，算力开销极大，因此我们必须采用更高效的方法。
如何为类设置迭代器方法？
观察标准库中迭代器的使用方法：
for (std::list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; // 输出链表元素}
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我们了解到需要实现如下内容：
定义迭代器类，包含一个Node*类型的指针cur，指向当前元素。
在链表类中，定义begin、end函数，分别指向第一个元素和尾节点。
定义!=运算符，以支持比较两个指针是否相同。
定义++运算符，使得可以更便携的遍历节点。
定义*运算符，使得可以采用指针方法访问到节点的值。
我们可以依次完成实现
class List {public: List() : head(new Node()) { } ~List(); bool push(int x, int y); bool pop(int x, int y); // 定义迭代器类 class Iterator { public: // 构造函数 Iterator(Node* node) : cur(node) {} // 指针运算符 Cell& operator*() { return cur->cell; } // 前置自增运算符 Iterator& operator++() { if (cur) cur = cur->next; return *this; } // 不等于运算符 bool operator!=(const Iterator& other) const { return cur != other.cur; } private: // cur字段 Node* cur; } // 分别定义begin()、end()方法 Iterator begin() const { return Iterator(head->next); } Iterator end() const { return Iterator(nullptr); } private: Node* head;};
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完成上述实现后，我们就可以使用迭代器方法快捷的访问类成员了。
#include <iostream>#include "list.h" int main() { List ROI; // 插入节点 ROI.push(0, 0); ROI.push(0, 1); ROI.push(0, 2); ROI.push(0, 3); for (List::Iterator it = ROI.begin(); it != ROI.end(); ++it) { std::cout << *it << "\n"; } return 0;}
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为什么将迭代器类Iterator嵌入链表类List中？
封装性：将Iterator类作为LinkedList的嵌套类，可以更好地封装链表内部的实现细节。这样Iterator类只能访问LinkedList类的私有成员，而其他类不能直接访问Iterator类的内部细节。
逻辑关联：Iterator是专门用于遍历LinkedList的，因此将它放在LinkedList类内部有助于保持逻辑上的一致性和相关性。这样可以清晰地表示Iterator是为LinkedList量身定做的。
简化访问：嵌套类可以访问外部类的私有成员。对于Iterator来说，它需要访问LinkedList的内部节点，因此将它作为嵌套类可以简化访问逻辑，而不需要额外的接口或方法来暴露链表的内部结构。
文章转载自：SXWisON
原文链接：https://www.cnblogs.com/SXWisON/p/18405181
体验地址：http://www.jnpfsoft.com/?from=infoq
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