Boost中的iterator_facade文档。Iterator提供了一个关于为链表实现迭代器的很好的教程。您是否可以将其作为在容器上构建随机访问迭代器的起点?

如果没有其他方法，可以查看iterator_facade提供的成员函数和类型定义，并将其作为构建自己的成员函数和类型定义的起点。

https://cplusplus.com/reference/iterator/有一个方便的图表，详细说明了c++ 11标准§24.2.2的规格。基本上，迭代器具有描述有效操作的标记，并且这些标记具有层次结构。下面是纯象征性的，这些类实际上并不存在。

iterator {
    iterator(const iterator&);
    ~iterator();
    iterator& operator=(const iterator&);
    iterator& operator++(); //prefix increment
    reference operator*() const;
    friend void swap(iterator& lhs, iterator& rhs); //C++11 I think
};

input_iterator : public virtual iterator {
    iterator operator++(int); //postfix increment
    value_type operator*() const;
    pointer operator->() const;
    friend bool operator==(const iterator&, const iterator&);
    friend bool operator!=(const iterator&, const iterator&); 
};
//once an input iterator has been dereferenced, it is 
//undefined to dereference one before that.

output_iterator : public virtual iterator {
    reference operator*() const;
    iterator operator++(int); //postfix increment
};
//dereferences may only be on the left side of an assignment
//once an output iterator has been dereferenced, it is 
//undefined to dereference one before that.

forward_iterator : input_iterator, output_iterator {
    forward_iterator();
};
//multiple passes allowed

bidirectional_iterator : forward_iterator {
    iterator& operator--(); //prefix decrement
    iterator operator--(int); //postfix decrement
};

random_access_iterator : bidirectional_iterator {
    friend bool operator<(const iterator&, const iterator&);
    friend bool operator>(const iterator&, const iterator&);
    friend bool operator<=(const iterator&, const iterator&);
    friend bool operator>=(const iterator&, const iterator&);

    iterator& operator+=(size_type);
    friend iterator operator+(const iterator&, size_type);
    friend iterator operator+(size_type, const iterator&);
    iterator& operator-=(size_type);  
    friend iterator operator-(const iterator&, size_type);
    friend difference_type operator-(iterator, iterator);

    reference operator[](size_type) const;
};

contiguous_iterator : random_access_iterator { //C++17
}; //elements are stored contiguously in memory.

你可以专门化std::iterator_traits<youriterator>，或者在迭代器本身中放入相同的类型defs，或者从std::iterator继承(它有这些类型defs)。我更喜欢第二种选择，为了避免在std命名空间中更改内容，也为了可读性，但大多数人都继承了std::iterator。

struct std::iterator_traits<youriterator> {        
    typedef ???? difference_type; //almost always ptrdiff_t
    typedef ???? value_type; //almost always T
    typedef ???? reference; //almost always T& or const T&
    typedef ???? pointer; //almost always T* or const T*
    typedef ???? iterator_category;  //usually std::forward_iterator_tag or similar
};

注意，iterator_category应该是std::input_iterator_tag、std::output_iterator_tag、std::forward_iterator_tag、std::bidirectional_iterator_tag或std::random_access_iterator_tag之一，这取决于你的迭代器满足哪些要求。根据迭代器的不同，你也可以选择特化std::next、std::prev、std::advance和std::distance，但这很少需要。在极少数情况下，您可能希望专门化std::begin和std::end。

你的容器可能还应该有一个const_iterator，它是一个指向常量数据的迭代器(可能是可变的)，与你的迭代器类似，只是它应该是隐式可从迭代器构造的，用户应该不能修改数据。它的内部指针通常是指向非常量数据的指针，并且iterator继承自const_iterator，以尽量减少代码重复。

我在写自己的STL容器的文章中有一个更完整的容器/迭代器原型。

我试图解决能够迭代几个不同的文本数组的问题，所有这些文本数组都存储在内存常驻数据库中，这是一个大型结构。

以下是使用Visual Studio 2017社区版在MFC测试应用程序上完成的。我把这篇文章作为一个例子，因为这篇文章是我遇到的几个提供了一些帮助的帖子之一，但仍然不足以满足我的需求。

包含内存常驻数据的结构如下所示。为了简洁起见，我删除了大部分元素，也没有包括所使用的Preprocessor定义(所使用的SDK既适用于C，也适用于c++，而且是旧的)。

我感兴趣的是为各种WCHAR二维数组提供迭代器，其中包含用于助记符的文本字符串。

typedef struct  tagUNINTRAM {
    // stuff deleted ...
    WCHAR   ParaTransMnemo[MAX_TRANSM_NO][PARA_TRANSMNEMO_LEN]; /* prog #20 */
    WCHAR   ParaLeadThru[MAX_LEAD_NO][PARA_LEADTHRU_LEN];   /* prog #21 */
    WCHAR   ParaReportName[MAX_REPO_NO][PARA_REPORTNAME_LEN];   /* prog #22 */
    WCHAR   ParaSpeMnemo[MAX_SPEM_NO][PARA_SPEMNEMO_LEN];   /* prog #23 */
    WCHAR   ParaPCIF[MAX_PCIF_SIZE];            /* prog #39 */
    WCHAR   ParaAdjMnemo[MAX_ADJM_NO][PARA_ADJMNEMO_LEN];   /* prog #46 */
    WCHAR   ParaPrtModi[MAX_PRTMODI_NO][PARA_PRTMODI_LEN];  /* prog #47 */
    WCHAR   ParaMajorDEPT[MAX_MDEPT_NO][PARA_MAJORDEPT_LEN];    /* prog #48 */
    //  ... stuff deleted
} UNINIRAM;

目前的方法是使用模板为每个数组定义一个代理类，然后拥有一个迭代器类，可以使用代表数组的代理对象迭代特定数组。

内存驻留数据的副本存储在一个对象中，该对象处理内存驻留数据从磁盘到磁盘的读写。该类CFilePara包含模板代理类(MnemonicIteratorDimSize及其派生子类MnemonicIteratorDimSizeBase)和迭代器类MnemonicIterator。

创建的代理对象附加到迭代器对象，迭代器对象通过基类描述的接口访问必要的信息，所有代理类都是从基类派生出来的。结果是有一个单一类型的迭代器类，它可以与几个不同的代理类一起使用，因为不同的代理类都公开相同的接口，即代理基类的接口。

第一件事是创建一组标识符，这些标识符将提供给类工厂，以便为该类型的助记符生成特定的代理对象。这些标识符用作用户界面的一部分，以标识用户有兴趣查看和可能修改的特定供应数据。

const static DWORD_PTR dwId_TransactionMnemonic = 1;
const static DWORD_PTR dwId_ReportMnemonic = 2;
const static DWORD_PTR dwId_SpecialMnemonic = 3;
const static DWORD_PTR dwId_LeadThroughMnemonic = 4;

代理类

The templated proxy class and its base class are as follows. I needed to accommodate several different kinds of wchar_t text string arrays. The two dimensional arrays had different numbers of mnemonics, depending on the type (purpose) of the mnemonic and the different types of mnemonics were of different maximum lengths, varying between five text characters and twenty text characters. Templates for the derived proxy class was a natural fit with the template requiring the maximum number of characters in each mnemonic. After the proxy object is created, we then use the SetRange() method to specify the actual mnemonic array and its range.

// proxy object which represents a particular subsection of the
// memory resident database each of which is an array of wchar_t
// text arrays though the number of array elements may vary.
class MnemonicIteratorDimSizeBase
{
    DWORD_PTR  m_Type;

public:
    MnemonicIteratorDimSizeBase(DWORD_PTR x) { }
    virtual ~MnemonicIteratorDimSizeBase() { }

    virtual wchar_t *begin() = 0;
    virtual wchar_t *end() = 0;
    virtual wchar_t *get(int i) = 0;
    virtual int ItemSize() = 0;
    virtual int ItemCount() = 0;

    virtual DWORD_PTR ItemType() { return m_Type; }
};

template <size_t sDimSize>
class MnemonicIteratorDimSize : public MnemonicIteratorDimSizeBase
{
    wchar_t    (*m_begin)[sDimSize];
    wchar_t    (*m_end)[sDimSize];

public:
    MnemonicIteratorDimSize(DWORD_PTR x) : MnemonicIteratorDimSizeBase(x), m_begin(0), m_end(0) { }
    virtual ~MnemonicIteratorDimSize() { }

    virtual wchar_t *begin() { return m_begin[0]; }
    virtual wchar_t *end() { return m_end[0]; }
    virtual wchar_t *get(int i) { return m_begin[i]; }

    virtual int ItemSize() { return sDimSize; }
    virtual int ItemCount() { return m_end - m_begin; }

    void SetRange(wchar_t (*begin)[sDimSize], wchar_t (*end)[sDimSize]) {
        m_begin = begin; m_end = end;
    }

};

迭代器类

迭代器类本身如下所示。这个类只提供了基本的前向迭代器功能，这是目前所需要的全部功能。然而，我希望这将改变或扩展当我需要从它额外的东西。

class MnemonicIterator
{
private:
    MnemonicIteratorDimSizeBase   *m_p;  // we do not own this pointer. we just use it to access current item.
    int      m_index;                    // zero based index of item.
    wchar_t  *m_item;                    // value to be returned.

public:
    MnemonicIterator(MnemonicIteratorDimSizeBase *p) : m_p(p) { }
    ~MnemonicIterator() { }

    // a ranged for needs begin() and end() to determine the range.
    // the range is up to but not including what end() returns.
    MnemonicIterator & begin() { m_item = m_p->get(m_index = 0); return *this; }                 // begining of range of values for ranged for. first item
    MnemonicIterator & end() { m_item = m_p->get(m_index = m_p->ItemCount()); return *this; }    // end of range of values for ranged for. item after last item.
    MnemonicIterator & operator ++ () { m_item = m_p->get(++m_index); return *this; }            // prefix increment, ++p
    MnemonicIterator & operator ++ (int i) { m_item = m_p->get(m_index++); return *this; }       // postfix increment, p++
    bool operator != (MnemonicIterator &p) { return **this != *p; }                              // minimum logical operator is not equal to
    wchar_t * operator *() const { return m_item; }                                              // dereference iterator to get what is pointed to
};

代理对象工厂根据助记符标识符确定要创建哪个对象。创建代理对象，并返回标准基类类型的指针，以便具有统一的接口，而不管访问哪个不同的助记符部分。SetRange()方法用于向代理对象指定代理所代表的特定数组元素和数组元素的范围。

CFilePara::MnemonicIteratorDimSizeBase * CFilePara::MakeIterator(DWORD_PTR x)
{
    CFilePara::MnemonicIteratorDimSizeBase  *mi = nullptr;

    switch (x) {
    case dwId_TransactionMnemonic:
        {
            CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_TRANSMNEMO_LEN> *mk = new CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_TRANSMNEMO_LEN>(x);
            mk->SetRange(&m_Para.ParaTransMnemo[0], &m_Para.ParaTransMnemo[MAX_TRANSM_NO]);
            mi = mk;
        }
        break;
    case dwId_ReportMnemonic:
        {
            CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_REPORTNAME_LEN> *mk = new CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_REPORTNAME_LEN>(x);
            mk->SetRange(&m_Para.ParaReportName[0], &m_Para.ParaReportName[MAX_REPO_NO]);
            mi = mk;
        }
        break;
    case dwId_SpecialMnemonic:
        {
            CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_SPEMNEMO_LEN> *mk = new CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_SPEMNEMO_LEN>(x);
            mk->SetRange(&m_Para.ParaSpeMnemo[0], &m_Para.ParaSpeMnemo[MAX_SPEM_NO]);
            mi = mk;
        }
        break;
    case dwId_LeadThroughMnemonic:
        {
            CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_LEADTHRU_LEN> *mk = new CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_LEADTHRU_LEN>(x);
            mk->SetRange(&m_Para.ParaLeadThru[0], &m_Para.ParaLeadThru[MAX_LEAD_NO]);
            mi = mk;
        }
        break;
    }

    return mi;
}

使用代理类和迭代器

如下面的循环所示，使用代理类及其迭代器用助记符列表填充CListCtrl对象。我使用std::unique_ptr，以便当代理类我不再需要和std::unique_ptr超出作用域时，内存将被清理。

这段源代码的作用是为结构中的数组创建一个代理对象，该对象对应于指定的助记符标识符。然后为该对象创建一个迭代器，使用range for填充CListCtrl控件，然后清理。这些都是原始的wchar_t文本字符串，可能恰好是数组元素的数量，因此我们将字符串复制到临时缓冲区中，以确保文本以0结尾。

    std::unique_ptr<CFilePara::MnemonicIteratorDimSizeBase> pObj(pFile->MakeIterator(m_IteratorType));
    CFilePara::MnemonicIterator pIter(pObj.get());  // provide the raw pointer to the iterator who doesn't own it.

    int i = 0;    // CListCtrl index for zero based position to insert mnemonic.
    for (auto x : pIter)
    {
        WCHAR szText[32] = { 0 };     // Temporary buffer.

        wcsncpy_s(szText, 32, x, pObj->ItemSize());
        m_mnemonicList.InsertItem(i, szText);  i++;
    }

首先，您可以在这里找到各个迭代器类型需要支持的各种操作的列表。

接下来，当你创建了你的迭代器类时，你需要为std::iterator_traits特化并提供一些必要的类型defs(如iterator_category或value_type)，或者从std::iterator派生它，它为你定义了所需的类型defs，因此可以与默认的std::iterator_traits一起使用。

免责声明:我知道有些人不太喜欢cplusplus.com，但是他们提供了一些非常有用的信息。

这是一个原始指针迭代器的示例。

你不应该使用迭代器类来处理原始指针!

#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <iterator>
#include <assert.h>

template<typename T>
class ptr_iterator
    : public std::iterator<std::forward_iterator_tag, T>
{
    typedef ptr_iterator<T>  iterator;
    pointer pos_;
public:
    ptr_iterator() : pos_(nullptr) {}
    ptr_iterator(T* v) : pos_(v) {}
    ~ptr_iterator() {}

    iterator  operator++(int) /* postfix */         { return pos_++; }
    iterator& operator++()    /* prefix */          { ++pos_; return *this; }
    reference operator* () const                    { return *pos_; }
    pointer   operator->() const                    { return pos_; }
    iterator  operator+ (difference_type v)   const { return pos_ + v; }
    bool      operator==(const iterator& rhs) const { return pos_ == rhs.pos_; }
    bool      operator!=(const iterator& rhs) const { return pos_ != rhs.pos_; }
};

template<typename T>
ptr_iterator<T> begin(T *val) { return ptr_iterator<T>(val); }


template<typename T, typename Tsize>
ptr_iterator<T> end(T *val, Tsize size) { return ptr_iterator<T>(val) + size; }

基于原始指针范围的循环解决方案。请纠正我，如果有更好的方法从原始指针进行基于范围的循环。

template<typename T>
class ptr_range
{
    T* begin_;
    T* end_;
public:
    ptr_range(T* ptr, size_t length) : begin_(ptr), end_(ptr + length) { assert(begin_ <= end_); }
    T* begin() const { return begin_; }
    T* end() const { return end_; }
};

template<typename T>
ptr_range<T> range(T* ptr, size_t length) { return ptr_range<T>(ptr, length); }

简单的测试

void DoIteratorTest()
{
    const static size_t size = 10;
    uint8_t *data = new uint8_t[size];
    {
        // Only for iterator test
        uint8_t n = '0';
        auto first = begin(data);
        auto last = end(data, size);
        for (auto it = first; it != last; ++it)
        {
            *it = n++;
        }

        // It's prefer to use the following way:
        for (const auto& n : range(data, size))
        {
            std::cout << " char: " << static_cast<char>(n) << std::endl;
        }
    }
    {
        // Only for iterator test
        ptr_iterator<uint8_t> first(data);
        ptr_iterator<uint8_t> last(first + size);
        std::vector<uint8_t> v1(first, last);

        // It's prefer to use the following way:
        std::vector<uint8_t> v2(data, data + size);
    }
    {
        std::list<std::vector<uint8_t>> queue_;
        queue_.emplace_back(begin(data), end(data, size));
        queue_.emplace_back(data, data + size);
    }
}

Boost中的iterator_facade文档。Iterator提供了一个关于为链表实现迭代器的很好的教程。您是否可以将其作为在容器上构建随机访问迭代器的起点?

如果没有其他方法，可以查看iterator_facade提供的成员函数和类型定义，并将其作为构建自己的成员函数和类型定义的起点。