InputIterator和OutputIterator的`operator *`返回值的常數的規則是什么？

Question

我正在為自定義容器定義迭代器。 迭代器同時實現InputIterator和OutputIterator概念。

iterator::reference和const_iterator::reference應該使用什么類型？ operator*應該為iterator ， const iterator和const_iterator返回什么類型？

在iterator情況下，是否應該有兩個operator*定義？ 如下（ T是包含值的類型）：

template<typename T>
class iterator {
public:
using reference = T&;
...
T& operator*() { return ...reference to the underlying storage... }
const T& operator*() const { return ...const reference to the underlying storage... }
...
};

或者只是一個：

T& operator*() const { return ...reference to the underlying storage... }

換句話說， const iterator允許對底層容器的可變訪問？

對於const_iterator情況，我是否正確猜測以下內容正確？

template<typename T>
class const_iterator {
public:
using reference = const T&;
...
const T& operator*() const { return ...reference to the underlying storage... }
...
};

還是const_iterator::reference的定義應該是T&而沒有const ？

除了完整的答案之外，我還希望引用權威資料，以后我可以在其中查找相似的信息。

Answer 1

換句話說，const迭代器是否允許對底層容器的可變訪問？

是。 甲const迭代器不是一個迭代const ; const本身就是它本身，而不是它指向的對象。 （類似於const指針；即T* const或const std::unique_ptr<T> 。）

還是const_iterator :: reference的定義應該是T＆而沒有const？

它應該返回const T& 。 const_iterator是const的迭代器; 這意味着它所指向的內容不得被修改。 （類似於指向const的指針；即const T*或std::unique_ptr<const T> 。）

Answer 2

iterator :: reference和const_iterator :: reference應該使用什么類型？

如果您想找出應該為迭代器特征分配的類型（ iterator::reference ， iterator::pointer等），則可以嘗試模仿std::vector功能，以下程序在編譯時將告訴您所有內容需要知道（ 現場演示 ）

#include <vector>

template <typename...>
struct WhichType;

int main() {
    auto vec = std::vector<int>{};
    WhichType<typename decltype(vec.begin())::difference_type>{};
    WhichType<typename decltype(vec.begin())::value_type>{};
    WhichType<typename decltype(vec.begin())::pointer>{};
    WhichType<typename decltype(vec.begin())::reference>{};
    WhichType<typename decltype(vec.begin())::iterator_category>{};

    WhichType<typename decltype(vec.cbegin())::difference_type>{};
    WhichType<typename decltype(vec.cbegin())::value_type>{};
    WhichType<typename decltype(vec.cbegin())::pointer>{};
    WhichType<typename decltype(vec.cbegin())::reference>{};
    WhichType<typename decltype(vec.cbegin())::iterator_category>{};
}

運算符*應該為迭代器，常量迭代器和const_iterator返回什么類型？

常規非const_迭代器的operator*應該返回對基礎類型的可變引用，如果容器的語義允許，則那里沒有歧義。 例如， std::map迭代器返回對鍵類型的const引用，因為不應在std::map修改鍵（請參閱https://stackoverflow.com/a/32510343/5501675 ）

const iterator傳達的含義與T* const ， const std::unique_ptr<int>含義相同，它們表示指向非const數據的const指針。 因此，您可以使用指針來修改它們指向的數據，但是不能修改指針本身。 在這種情況下，迭代器的作用類似於指針。 因此，您不能修改迭代器，但是可以修改迭代器指向的內容（ 實時演示 ）

由於迭代器是const ，因此無法調用operator++() （或preincrement運算符）將迭代器前進到下一個位置。 您不能執行此操作，因為該方法不是const。 因此，大多數代碼從不使用本身就是常量的迭代器。 您最好使用對基礎類型的const引用。

定義const_iterator是為了解決迭代器將const引用返回給基礎類型的問題。 因此，它們返回對基礎類型的const引用。 現場演示

至於它應該有什么類型定義，編譯時的第一個代碼示例應該告訴您

const迭代器是否允許對底層容器的可變訪問？

是的，如果容器這樣做了。 例如std::vector<int>可以，而std::map<int, int>不允許對其鍵類型的可變訪問

還是const_iterator :: reference的定義應該是T＆而沒有const？

參見上面的實時演示，在編譯代碼時，您將看到它是一個const T&