Domande sugli iteratori C++

Question

In C++, perché non è possibile utilizzare '>' o '<' per confrontare InputIterators, ForwardIterators e BidirectionalIterators? Tuttavia, possiamo confrontare RandomAccessIterators con '>' o '<', ad esempio std :: vector. Qual è la ragione di questo?

Inoltre, perché non è possibile coutuire il contenuto degli iteratori? come "cout < < itr < < endl;" non funzionerebbe Qual è la ragione di questo? Gli iteratori sono molto simili ai puntatori, ma possiamo cout puntatori ma non iteratori, perché?

In generale, qual è la differenza intrinseca tra iteratori e puntatori? Ero solito pensare che fossero simili, ma credo di doverlo capire per arrivare al prossimo livello di comprensione del C++.

Domanda n. 2: Grazie a tutti per le risposte fantastiche. Ho ancora una domanda riguardo agli iteratori. Perché C++ stampa qualcosa come "50397953" quando l'iteratore va fuori limite? Non dovrebbe stampare qualcosa come NULL o '\ 0'?

Answer 1

std::list<T> ha iteratori bidirezionali e non ha alcun senso richiedere che siano confrontabili. Non è nemmeno chiaro come sarebbe possibile implementare std::list<T> per essere conforme a tale requisito. Tuttavia, poiché gli iteratori di accesso casuale supportano la sottrazione, è ovvio che possiamo confrontarli.

Perché non è possibile stampare il valore di un iteratore? In generale, spetta all'autore sostenere questa operazione. Molti iteratori sono fondamentalmente implementati come puntatori o wrapper attorno ai puntatori --- fornendo operator<< per loro non darebbe all'utente alcun beneficio che non potrebbero ottenere semplicemente stampando l'indirizzo dell'oggetto puntato.

Per quanto riguarda la differenza tra iteratori e puntatori, i puntatori agli oggetti sono un tipo specifico di iteratore di accesso casuale, ma gli iteratori possono anche essere di tipo classe purché soddisfino i requisiti dell'iteratore.

Answer 2

C'è una spiegazione rigida, formale e pratica.

La rigida, formale spiegazione

Perché è così che è specificato in C++.

La spiegazione pratica

Un vettore viene sempre memorizzata nella memoria contigua, per definizione. Un iteratore è, più o meno un puntatore. Pertanto, confrontando gli attuali indirizzi di memoria sottostanti è possibile definire quale puntatore è "minore" o "maggiore" rispetto all'altro puntatore.

D'altra parte, ogni elemento di una lista o di un insieme può essere memorizzato ovunque. Ogni elemento è istanziato in modo indipendente. Un iteratore per un particolare elemento nell'elenco potrebbe fare riferimento a una posizione di memoria numericamente inferiore rispetto a un iteratore diverso per un altro elemento nella stessa lista, ma l'elemento effettivo potrebbe essere dopo l'altro elemento, nella lista effettiva. Dati due iteratori in una lista, non è possibile determinare immediatamente quale sia più vicino all'inizio o alla fine della lista. Si noti che l'inserimento e la rimozione di elementi in un elenco non invalida gli iteratori di elenchi esistenti, poiché ciascun elemento nell'elenco viene istanziato in modo indipendente.

Il motivo pratico per cui non è possibile utilizzare gli iteratori con operator<< su un std::ostream è perché, ovviamente, questo sovraccarico non è definito.Nota: puoi sempre effettuare le seguenti operazioni:

cout << &*itr << endl; 

Questo formatterà l'indirizzo di memoria effettivo dell'elemento di riferimento. Ma questo è di dubbia utilità comunque. È per lo più privo di significato.

Answer 3

Non risponderò alla prima parte della tua domanda perché sono d'accordo con quanto è stato detto, ma ti risponderò le altre due parti aggiungendo alcuni dettagli. Sto iniziando dalla parte più facile da spiegare.

In generale, qual è la differenza intrinseca tra iteratori e puntatori? Ero solito pensare che fossero simili, ma credo di doverlo capire per arrivare al prossimo livello di comprensione del C++.

Gli iteratori sono la generalizzazione dei puntatori.

Potete anche guardare in quel iterator implementation on github

Inoltre, perché non possiamo cout contenuti iteratori? come "cout < < itr < < endl;" non funzionerebbe Qual è la ragione di questo? Gli iteratori sono molto simili ai puntatori, ma possiamo cout puntatori ma non iteratori, perché?

Allora, che cosa sta accadendo all'interno, mi pare di capire, è che iteratore è una classe che ha un campo di memorizzazione di un puntatore ad un oggetto. L'operatore '*' viene sovrascritto e restituisce il valore memorizzato all'indirizzo dei puntatori.