C ++-在期望類型為Iterator的向量（或其他容器）構造函數中使用數組/指針。 那怎么可能？

Question

下面的文字來自C ++在線課程。 它說vector類的構造函數

 template <class InputIterator>
          vector ( InputIterator first, InputIterator last, const Allocator& = Allocator() );

可以接收指針作為第一個（ InputIterator first ）和第二個參數（ InputIterator last ）。

下一個構造函數使用迭代器進行初始化。 它將創建一個向量，該向量具有從第一個（包含）到最后一個（不含）的值的副本。 在最典型的情況下，此構造函數使用現有集合中的元素創建新的向量。 但是由於將迭代器定義為一組操作而不是某種類型的事實，因此也可以使用普通指針。 此評論得出一個結論，您可以使用普通的C ++數組初始化集合。 實際上，您可以。

#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a1[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    //first one
    vector<int> v1(a1, a1+10);
    cout<<"Size (v1):  "<<v1.size()<<endl;
    for(unsigned i = 0; i < v1.size(); ++i)
    {
        cout<< v1[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //second one;
    vector<int> v2(a1+5,a1+10);
    cout<<"Size (v2):  "<<v2.size()<<endl;
    for(unsigned i = 0; i < v2.size(); ++i)
    {
        cout<< v2[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    return 0;
}

我可以習慣這一點，但是我真的不明白為什么有這種可能。 我想了解這項技術。

在這種情況下（請參見代碼），我的問題是，我怎么可能只簡單地放置一個數組地址而不是一個迭代器？

在上面的代碼中，將一個int *類型的元素作為InputIterator類型的參數。 這使我感到困惑。

Answer 1

所有的故事都是關於構造對迭代器的期望。 它期望能夠增加它（使用++），以尊重它（使用*）。 插入器既可以是重載++和*運算符的類，也可以是自然支持這兩種操作的基本指針類型。

Answer 2

實際上，C ++迭代器經過了精心設計，以概括指針的語義並模仿其語法（因此， operator*重載）。

請參閱原始SGI文檔中的一般性討論或此處的最新C ++版本的處理，並特別注意：

1. 指針滿足RandomAccessIterators的所有要求
2. RandomAccessIterators為InputIterator需求的超集建模
3. std::vector構造函數僅需要InputIterator

如果您真的不相信＃1，那么您可能還希望看到標准庫顯式地為原始指針提供迭代器特征 ，並且如果您仍在苦苦掙扎，請看一下構造函數的實現，以及請放心，針對其參數的所有操作格式都正確。

Answer 3

要回答最后一個問題，指針指向內存中的位置。 由於存儲器是隨機訪問的，因此指針可以歸類為具有隨機訪問的指針。 迭代器具有相同的分類類型。 cplusplus.com的布局很好，可以顯示此處支持哪種類型的迭代器。 這樣，我們可以看到輸入迭代器是最低的類型，並且它們可以執行最少的操作。 由於指針與隨機訪問迭代器相同，並且隨機訪問迭代器可以執行輸入迭代器可以執行的所有操作，因此沒有任何問題。

如果這是相反的方法，並且您有一個需要隨機訪問迭代器的函數，並且提供了前向迭代器，則不能保證代碼會正常工作。 這是因為該函數可能依賴於某個操作，而隨機訪問迭代器可以執行此操作，而正向迭代器則無法執行。

通常，當您編寫這種類型的代碼並指定所需的迭代器類型時，可以指定允許代碼編譯的最小類型。 只是打印內容的東西只需要一個正向迭代器，因為您只是遍歷需要隨機訪問的內容時。

Answer 4

因為數組將其元素存儲在連續內存中。 因此，如果您知道類型的大小以及第一個元素的指針，則可以找出所有其余元素的地址。

int values[10];
&values[5] == &values[0] + 5 // due to pointer arithmetic

§5.7加法運算符

加法運算符+和-從左到右分組。 通常對算術或枚舉類型的操作數執行算術轉換。

另外 ，兩個操作數都應具有算術或無作用域枚舉類型，或者一個操作數應是指向完全定義的對象類型的指針 ， 另一個操作數應具有整數或無作用域的枚舉類型 。

對於減法，應滿足下列條件之一：
—兩個操作數都具有算術或非范圍枚舉類型； 要么
—兩個操作數都是相同完全定義對象類型的cv限定或cv非限定版本的指針； 要么
—左操作數是指向完全定義的對象類型的指針，而右操作數具有整數或無作用域的枚舉類型。

...

當將具有整數類型的表達式添加到指針或從指針中減去時，結果將具有指針操作數的類型。 如果指針操作數指向數組對象的元素，並且數組足夠大，則結果指向與原始元素偏移的元素，以使結果數組元素和原始數組元素的下標之差等於整數表達式 。 換句話說，如果表達式P指向數組對象的第i個元素，則表達式（P）+ N（相當於N +（P））和（P）-N（其中N的值為n）表示分別存在於數組對象的第i + n個元素和第i-n個元素中，前提是它們存在。 此外，如果表達式P指向數組對象的最后一個元素，則表達式（P）+1指向數組對象的最后一個元素之后，如果表達式Q指向數組對象的最后一個元素之后，表達式（Q）-1指向數組對象的最后一個元素。 如果指針操作數和結果都指向同一數組對象的元素，或者指向數組對象的最后一個元素，則求值不會產生溢出； 否則，行為是不確定的。

因此，基本上，該標准定義了指針T*和整數類型之間的算術

T* t + n  // where n is an offset (of integral type)

從初始t得出另一個n * sizeof(T) T* 。