集合中的迭代器如何工作

Question

我想知道在 c++ 的 STL 中设置的迭代器如何工作。我猜这个集合是使用二叉搜索树实现的，这意味着迭代器会按顺序遍历这棵树。但我的问题是，他们什么时候做这个遍历，一开始 当我们喜欢 它= s.begin() 并将遍历的指针存储在内部的某种堆栈中，并在迭代器中的每个增量上仅引用此数据结构 或者迭代器中的增量对树进行新的中序遍历。

我的意思是当我们像这样初始化时

     set<int>  s;
     set<int>::iterator it;

 //and then use it like:

      for(it = s.begin(); it!=s.end(); )
      {
           dosth();
           ++it;     // does this do a inorder traversal of the tree again to find the next 
                     // node or it gets the next node in the tree by reading the internal
                    // data structure(of inorder traversal) which is created when we do   s.begin().
      } 

Answer 1

这是一个有趣的问题。正如 Nicol 指出的那样，它依赖于实现，在实现自己的集合时，您必须决定是偏爱更小的迭代器还是更快的遍历（您可以将更多数据放入迭代器以加快速度）。

在我的平台（64 位）std::set<T>::iterator 的大小为 8 字节，这表明它只保留指向实际节点的指针。如果集合是使用某种树实现的，那么迭代器的递增绝对不是 O(1) 操作，需要遍历多达 log(N) 个附加节点（如果谈论平衡树）。我还检查了不同节点的++it 操作的速度，建议进行额外遍历的情况并不固定。对于通用集合容器来说完全没问题，因为它满足了树遍历复杂性的预期，并且人们通常认为迭代器尽可能小。如果你实现标准的递归树遍历它是完全一样的，你只是在堆栈上隐藏额外的节点访问。

查看Implementing an iterator over a binary search tree 以获取有关实现您自己的树迭代器的更多详细信息。

Answer 2

它依赖于实现。但是，std::set 迭代器仅在迭代器引用从集合中移除的元素时才会失效。因此，您可以将std::set 迭代器视为树中的节点。 ++ 将其沿树的一个遍历方向移动，并且 -- 将其移动到另一个方向。

请注意，迭代器由 begin 的其他函数返回，因此它们的有效性不仅限于开始/结束迭代。