iostream迭代器是如何工作的

How do iostream iterators work?

本文关键字：工作 何工作 迭代器 iostream      更新时间：2023-10-16

从标准模板库中，我了解了istream和ostream迭代器。我不明白它们是怎么工作的。

我也不明白为什么要使用它们。为什么它们有用？

流迭代器为iostream的格式化提取/插入操作提供了迭代器接口。例如，考虑以下内容： 
std::vector<int> v;
for (int n; std::cin >> n; )
v.push_back(n);

这相当于：

std::vector<int> v(std::istream_iterator<int>(std::cin), 
std::istream_iterator<int>{});

推进迭代器执行一个类似于std::cin >> n的提取；如果提取失败，迭代器将采用奇异状态，这也是默认构造的迭代器的状态。

从本质上讲，这些流迭代器是单次遍历，即最弱的迭代器：您只能访问"范围"中的每个元素一次，并且永远不会返回；并且从同一流构建的两个非末端迭代器比较相等，尽管这对去引用的值没有任何意义。(但请注意，如果你从来没有取消引用迭代器，那么第一次提取是否会被尝试，这是一个奇怪的缺乏具体性的问题。)

为了完整起见，输出流迭代器可以类似地用于将流转换为"容器"，这对于使用迭代器的算法很有用：

std::copy(v.begin(), v.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, "n"));

Ouput流迭代器在被分配给时执行它们的工作；其他操作不是操作。

有趣的是，没有一个流迭代器包装getline；人们经常自己编写迭代器，因为迭代器接口在很多方面都很有用。

Stream迭代器允许您使用流作为某种算法的源或目标，该算法希望使用输入或输出迭代器。

它们主要用于为基本功能提供一个统一的接口，因此您不需要(例如)在内存中的某个集合中创建中间结果，然后将数据从那里复制到输出文件(输入也是如此)。

就它们的工作方式而言，istream_iterator通常在内部存储一个T对象。创建迭代器时，它从具有stream >> value;的文件中读取(或尝试)一个T。operator *允许您访问该值。operator++读取下一个值。

类似地，当你分配给一个ostream_iterator时，它会向文件中写入一个项。由于流是自动前进的，operator++通常不会真正做任何事情(除了返回对迭代器的引用)。如果你真的想深入研究细节(比如它们)，你可以看看我不久前发布的infix_ostream_iterator。

实际上，流迭代器本身并不有用。在迭代器上运行一组算法会使它们变得有用。

作为一个例子来展示Kerrek和Jerry已经说过的话：

而不是写这样的东西：

std::vector<int> vInts;
int n;
while (fin >> n) // where fin is an open ifstream
vInts.push_back(n);
// ...
for (int i = 0; i < vInts.size(); ++i)
cout << vInts[i] << endl;

istream_iterator和ostream_iterator允许您在一行中编写相同的代码：

copy(istream_iterator<int>(fin), istream_iterator<int>(), ostream_iterator<int>(cout, "n"));

这避免了临时存储和潜在的循环条件错误(例如，如果要写入<=而不是<)。

由于标准算法使用迭代器，因此istreams和ostreams的迭代器允许使用具有许多常见算法的流。

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