在C 中實現(xiàn)自定義迭代器的關(guān)鍵在於遵循標準庫迭代器的結(jié)構(gòu)和規(guī)範。 1. 理解迭代器的基本要求：需支持*it、it->、 it、it 及==、!=操作，並提供五個類型別名以兼容STL；2. 定義容器與迭代器類：如示例中的MyArray容器及其內(nèi)部iterator類，實現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)、解引用、成員訪問、前綴/後綴及比較運算符；3. 注意事項：確保所有必要類型別名定義、避免懸空指針、區(qū)分前後綴、保持begin/end一致性，若需隨機訪問還需實現(xiàn)operator 、operator-等並設(shè)置相應(yīng)iterator_category；4. 使用場景與擴展：適用於非標容器遍歷、資源安全訪問、虛擬集合生成等，可結(jié)合模板編程支持const_iterator及反向迭代。只要明確所需功能並按規(guī)範實現(xiàn)，即可構(gòu)建高效可靠的自定義迭代器。

在C 中實現(xiàn)一個自定義迭代器，關(guān)鍵在於理解標準庫中迭代器的工作方式，並按照一定的結(jié)構(gòu)和規(guī)範來編寫。雖然看起來有點複雜，但只要掌握了基本結(jié)構(gòu)和必要的接口，其實並不難。

1. 理解迭代器的基本要求

C 的迭代器本質(zhì)上是一個對象，它支持一些基本操作，比如：

• *it ：訪問當前元素
• it-> ：訪問當前元素的成員（如果元素是對象）
• it或it ：移動到下一個元素
• ==和!= ：判斷兩個迭代器是否相等或不等

為了與STL 兼容，你的自定義迭代器最好繼承自std::iterator （C 17 前推薦），或者手動提供五個類型別名： value_type , difference_type , pointer , reference , iterator_category 。

例如，如果你寫的是前向只讀迭代器，可以設(shè)置iterator_category為std::forward_iterator_tag ；如果是可讀寫的雙向迭代器，則設(shè)為std::bidirectional_iterator_tag 。

2. 定義一個簡單的容器和迭代器類

我們先從一個簡單的例子開始：一個固定大小的數(shù)組容器和它的迭代器。

 template <typename T>
class MyArray {
    T data[10];
public:
    // 迭代器類定義class iterator {
        T* ptr;
    public:
        using value_type = T;
        using difference_type = std::ptrdiff_t;
        using pointer = T*;
        using reference = T&;
        using iterator_category = std::random_access_iterator_tag;

        iterator(T* p) : ptr(p) {}
        reference operator*() const { return *ptr; }
        pointer operator->() const { return ptr; }
        iterator& operator () { ptr; return *this; } // 前綴iterator operator int) { iterator tmp(*this); ptr; return tmp; } // 後綴bool operator==(const iterator& other) const { return ptr == other.ptr; }
        bool operator!=(const iterator& other) const { return ptr != other.ptr; }
    };

    iterator begin() { return iterator(&data[0]); }
    iterator end() { return iterator(&data[10]); }
};

這樣你就可以像使用vector 一樣使用這個容器了：

 MyArray<int> arr;
for (auto it = arr.begin(); it != arr.end(); it) {
    *it = 42; // 修改每個元素}

3. 注意事項和常見錯誤

• 不要忘記定義所有必要的類型別名：否則可能無法通過某些STL 算法的檢查。
• 避免懸空指針或引用：如果你的容器內(nèi)部數(shù)據(jù)會動態(tài)變化，確保迭代器指向的數(shù)據(jù)依然有效。
• 重載運算符時注意前後綴的區(qū)別：後綴版本需要返回舊值，所以效率上通常比前綴差一點。
• 盡量保持一致性：比如begin()返回第一個元素的位置， end()返回最後一個元素之後的位置。

如果你打算支持隨機訪問（比如it n或it[n] ），還需要實現(xiàn)operator , operator- , operator[] ，並正確設(shè)置iterator_category為std::random_access_iterator_tag 。

4. 使用場景和擴展建議

自定義迭代器最常見的用途包括：

• 遍歷非標準容器（如樹、圖、鍊錶等）
• 提供對資源的安全訪問（如文件流、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流）
• 實現(xiàn)惰性求值或按需生成數(shù)據(jù)的“虛擬”集合

如果你想讓迭代器更通用，可以考慮結(jié)合模板編程，讓它支持const 版本（ const_iterator ），甚至支持反向迭代（ rbegin() / rend() ）。

基本上就這些。寫起來有點繁瑣，但邏輯清晰，結(jié)構(gòu)明確。只要搞清楚你要支持哪些操作、繼承什麼類別，剩下的就是按部就班地實現(xiàn)運算符重載。

以上是如何在C中編寫自定義迭代器？的詳細內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！