为什么 std::iterator 不包含 std::prev() 作为成员函数？

Question

it++;                       // OK    : Widely used expression for moving iterator.

it_prev = it-1;             // ERROR : What I expected; + - operators never existed
it_prev = std::prev(it)     // OK

it_next3 = it+3;            // ERROR : also, nothing like this exists
it_next3 = std::next(it,3)  // OK

为什么 Iterator 类没有 + - 运算符作为成员函数？

或者std::prev()作为成员函数来做到这一点？

it_prev = it.prev()         // nothing like this

在迭代器外部定义prev函数是否有特殊原因？

Answer 1

如果prev()是一个成员函数而不是一个自由函数，那么它的通用性就会降低，因为它不可能使用内置类型（例如，指针）作为迭代器：

int *ptr = ...
// ...
ptr.prev() // <-- Pointers don't have member functions!!

而对于非成员函数模板，例如std::prev() ，它与指针一起工作所需要的只是一个处理指针的特化：

int *ptr = ...
// ...
std::prev(ptr); // <-- OK

指针还支持递增和递减运算符（即++和-- ），因此在迭代器类中定义它们不会妨碍泛型编程。 同样的推理适用于二元运算符+和- 。

Answer 2

随机访问迭代器确实有operator+重载。 但其他人没有，因为像it + n这样的东西会具有线性复杂性，而且大多数人并不期望这一点，特别是考虑到迭代器对于 STL 容器来说也应该是类似指针的。 这也是为什么他们没有名为prev的成员函数的原因，因为指针是有效的迭代器实现非常方便、高效和需要。 如果您想推进迭代器并且不介意复杂性，您可以使用std::advance明确地做到这一点：

标准::提前

[...]

给迭代器它增加 n 个元素。

如果 n 为负，则迭代器递减。 在这种情况下，InputIt必须满足的要求LegacyBidirectionalIterator ，否则该行为是不确定的。

[...]

复杂

线性。
但是，如果InputIt另外符合要求LegacyRandomAccessIterator ，复杂性是恒定的。