Для получения триального ключа
заполните форму ниже
Team license
Enterprise license
** Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности

Запросите информацию о ценах
Новая лицензия
Продление лицензии
--Выберите валюту--
USD
EUR
* Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности

Бесплатная лицензия PVS-Studio для специалистов Microsoft MVP
** Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности

Для получения лицензии для вашего открытого
проекта заполните, пожалуйста, эту форму
** Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности

Мне интересно попробовать плагин на:
** Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку
своих персональных данных. См. Политику конфиденциальности

Ваше сообщение отправлено.

Мы ответим вам на


Если вы так и не получили ответ, пожалуйста, проверьте папку
Spam/Junk и нажмите на письме кнопку "Не спам".
Так Вы не пропустите ответы от нашей команды.

Итераторы

26 Окт 2022

Под итераторами понимают объекты, реализующие интерфейс доступа к элементам контейнера. Их основное предназначение – это предоставление возможности работать с разными контейнерами единым способом, что позволяет использовать одни и те же функции и алгоритмы. С помощью итераторов можно перебирать объекты внутри любого контейнера. Это бывает полезно, когда сами контейнеры не могут предоставить быстрый доступ к произвольному элементу.

Итератор – легковесный объект, который хранит только указатель на тип объектов контейнера и определяется 5 шаблонными параметрами, два из которых являются обязательными: категория итератора и тип значения, которое может быть получено путем разыменовывания итератора. Для каждой категории итератора перегружены операции префиксного и постфиксного инкрементов (++), сравнения (==, !=) и разыменования (*). После выполнения оператора ++ итератор будет указывать на следующий в коллекции элемент, если он существует. Операторы == и != вернут true или false в зависимости от того, указывают ли итераторы на один и тот же объект. Как и при работе с указателями, для получения объекта используется операция разыменования. Также как для указателей, для них применимы операции разыменования (*,->), инкремента (++) и сравнения (==, !=).

Для каждого типа контейнера существуют свои итераторы. Это связано с особенностями расположения элементов в памяти и доступа к ним. Итераторы делятся на следующие категории:

  • ввода (InputIterator);
  • однонаправленные (ForwardIterator);
  • двунаправленные (BidirectionalIterator);
  • произвольного доступа (RandomAccessIterator);
  • непрерывные (ContiguousIterator, начиная с C++17);
  • вывода (OutputIterator).

Категория определяется операциями, которые могут быть выполнены над нею. Каждая из первых пяти категорий включает в себя предыдущую. Так, над итераторами произвольного доступа выполнимы все операции двунаправленных, однонаправленных и итераторов ввода. В таблице ниже приведены все эти категории. В ней используются следующие обозначения:

  • it, it1, it2 – итераторы;
  • a – поле или метод базового типа, на который указывает итератор;
  • n – число элементов или индекс.
Iterators_ru/image1.png

Ячейка со значением ± означает, что операция выполнима только если итератор не является константным.

В зависимости от категории итераторов, их можно использовать в разных стандартных алгоритмах. Так, например, алгоритм подсчета числа элементов (std::count) применим ко всем типам итераторов, кроме итераторов вывода, а алгоритм сортировки (std::sort) только к итераторам произвольного доступа и непрерывным итераторам.

В следующем примере продемонстрировано использование итераторов для подсчета суммы в разных контейнерах:

#include <vector>
#include <deque>
#include <forward_list>
#include <set>
#include <string>
#include <iostream>

template <typename InputIt, typename T>
constexpr T sum(InputIt first, InputIt last, T init)
{
  while (first != last)
  {
    init = std::move(init) + *first;
    ++first;
  }

  return init;
}

int main()
{
  std::forward_list<int> flist { 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1 };
  std::deque<int>        deque { 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 };
  std::vector<float>    vector { 0.3, 0.5 ,0.7 ,0.9 ,1.1 };
  std::set<std::string>    set { "One", "Two", "Three", "Four" };

  auto  flist_sum = sum(flist.begin(), flist.end(), 0);
  auto  deque_sum = sum(deque.begin(),  deque.end(), 0);
  auto vector_sum = sum(vector.begin(), vector.end(), 0.0f);
  auto    set_sum = sum(set.begin(), set.end(), std::string {});

  std::cout << " flist_sum = " << flist_sum  << "\n";
  std::cout << " deque_sum = " << deque_sum  << "\n";
  std::cout << "vector_sum = " << vector_sum << "\n";
  std::cout << "   set_sum = " << set_sum    << std::endl;


  // flist_sum = 7
  // deque_sum = 33
  // vector_sum = 3.5
  // set_sum = FourOneThreeTwo

  return 0;
}

Для подсчета суммы используется шаблон функции, принимающей два итератора и начальное значение. Функция использует такие операции над итераторами, как сравнение (!=), разыменование для чтения (*) и префиксный инкремент (++). Эти операции выполнимы для всех категорий, начиная с InputIterator (кроме OutputIterator). Эта категория самая низкая из пяти, поэтому функция может работать со всеми пятью категориями итераторов. Для определения типа возвращаемого значения используется третий аргумент функции.

Для того, чтобы получить итератор на начало и конец последовательности элементов, у любого контейнера существуют методы begin и end. Контейнер forward_list использует однонаправленные итераторы, deque и set – двунаправленные, а vector – итераторы произвольного доступа. Вызов функций для разных контейнеров приводит к инстанцированию шаблона с соответствующим типом итератора и типом хранимого значения.

Итераторам одного типа нельзя присвоить значение итераторов другого типа, за исключением константного итератора, который может принять значение точно такого же, но не константного.

Для более удобной работы с итераторами существуют операции:

  • std::distance – возвращает расстояние (число переходов) между двумя итераторами;
  • std::advance – модифицирует переданный итератор, сдвигая его на n позиций вперед или назад. Сдвиг на положительное число доступен для любых типов итераторов. Сдвиг на отрицательное число доступен для итераторов, начиная с категории BidirectionalIterator;
  • std::prev – возвращает n-ый по счету предыдущий итератор;
  • std::next – возвращает n-ый по счету следующий итератор.

Для изменения поведения итератора или добавления дополнительного функционала, используются итераторы-адаптеры. Например, адаптер reverse_iterator позволяет обходить контейнер в обратном направлении, а back_insert_iterator вставлять элементы в конец контейнера.

Итераторы часто упрощают программирование, однако их неправильное использование не всегда отслеживается компилятором и может приводить к ошибкам. Например, можно сравнить итераторы от разных контейнеров (V662) или разыменовать невалидный итератор (V783). PVS-Studio позволяет детектировать эти и некоторые другие паттерны ошибок связанные с итераторами с помощью диагностик V803, V789 и V738.

Библиографический список

Популярные статьи по теме
PVS-Studio: 2 фишки для быстрого старта

Дата: 08 Дек 2022

Автор: Сергей Васильев

В этой заметке расскажу, как легко начать использовать PVS-Studio. Рассмотрим два сценария: когда вы пробуете анализатор впервые и когда внедряете его в проект.
Почему ты делаешь за меня мою работу? Типы людей, которые не пишут в поддержку

Дата: 06 Дек 2022

Автор: Алёна Фоканова

Привлекательное название статьи должно раскрывать то, что будет в ней. Так вот, работа специалистом поддержки клиентов подразумевает появление вопросов к пользователю. Иногда возникает как раз такой:…
Как Apple и другие крупные компании настиг программный баг

Дата: 09 Ноя 2022

Автор: Ульяна Гришина

Сегодня мы отобрали свежие случаи программных ошибок, чтобы вы могли немного отвлечься и, возможно, узнать что-то новенькое. Если вам интересно узнать, как программисту удалось сломать Интернет по вс…
Единороги компании PVS-Studio

Дата: 30 Авг 2022

Автор: Андрей Карпов

Скорее всего вы перешли на эту статью, заинтересовавшись одним из наших рисунков единорогов. Приятно видеть ваш интерес. Сейчас мы расскажем, почему рисуем этих единорогов, что они означают и чем воо…
Обрабатывать ли в PVS-Studio вывод других инструментов?

Дата: 26 Май 2022

Автор: Андрей Карпов

Анализатор PVS-Studio умеет "схлопывать" повторяющиеся предупреждения. Предоставляет возможность задать baseline, что позволяет легко внедрять статический анализ в legacy-проекты. Стоит ли предостави…

Комментарии (0)

Следующие комментарии
Unicorn with delicious cookie
Мы используем куки, чтобы пользоваться сайтом было удобно.
Хорошо