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前言

如果将当代处于叛逆期的青年和父母说成是“对着干”的关系，那么，我们就可以将C++中迭代器和反向迭代器看成是“父母”和“叛逆期的青年”。没错，C++中反向迭代器和普通迭代器的关系就是反着来，那是怎么个“反”呢？其实就是在遍历方向上是反着的，即反向迭代器的++的效果和普通迭代器--的效果一样，普通迭代器++是往容器后面走，而反向迭代器++则是往容器前面走。

本篇文章主要的核心是讲解反向迭代器的实现，如果对反向迭代器还有不理解的地方可以看我 【C++】string（上）：string的基本使用 这篇文章，这篇文章更详细的讲解了反向迭代器“反”在哪里，以及其使用方式，在掌握了反向迭代器的和普通迭代器的区别和使用后，再来学习本文反向迭代的实现也不晚。

一. 反向迭代器的实现原理

1.1 适配器的设计模式

反向迭代器的实现和stack，queue的底层实现一样，使用了适配器的设计模式，即可以自行的选择它的底层是什么，但是反向迭代器使用的适配器就不是容器了，而是迭代器。这里要注意将迭代器和反向迭代器进行区分，迭代器就是平常使用的iterator，而反向迭代器是reverse_iterator。

前面既然说了反向迭代器和迭代器之间是对着干的关系，那为什么反向迭代器的实现还是可以使用迭代器呢？原因在于，虽然说反向迭代器和迭代器的遍历方向和遍历结果是相反的，但是它们本质上都还是在遍历容器，所以底层的实现是可以直接复用的，且除了没有迭代器的容器，其它所有的容器都实现了迭代器，直接复用这些实现好的迭代器也可以减少代码量，提升程序的可读性。

下面我们来看 sgi3.0 版本的STL源码中对于反向迭代器实现的部分：

#ifndef__STL_LIMITED_DEFAULT_TEMPLATEStemplate<classRandomAccessIterator,classT,classReference=T&,classDistance=ptrdiff_t>#elsetemplate<classRandomAccessIterator,classT,classReference,classDistance>#endifclassreverse_iterator{typedefreverse_iterator<RandomAccessIterator,T,Reference,Distance>self;protected:RandomAccessIterator current;public:reverse_iterator(){}explicitreverse_iterator(RandomAccessIterator x):current(x){}};

这段代码是随机迭代器类型的反向迭代器，可以看到其模板参数中的RandomAccessIterator就是适配器的接口，可以使用任意的随机迭代器作为参数传递。而从类中唯一的成员变量current不难推断出，反向迭代器的底层实现依靠的也就是作为模板参数传递的迭代器。

反向迭代器的不仅仅只有这一个版本，还有一个只有一个模板参数的版本（见图 1-1），它只传递了一个模板参数是因为用到了迭代器萃取的方法，而再另外一个版本就是传递四个模板参数的双向迭代器的版本（见图 1-2）。

1.2 使用运算符重载

不过，如果仅仅只是将迭代器作为反向迭代器的底层还不够，因为反向迭代器的遍历方向要和迭代器相反。举个例子，假设此时有数据1,2,3,4,5，此时各有一个迭代器和反向迭代器指向3，这两个迭代器都执行++操作，反向迭代器会指向2，迭代器会指向4。

所以，反向迭代器实现的另外一个关键点就是运算符重载，通过运算符重载使得反向迭代器和迭代器的遍历方向相反，才是真正的形成了反向迭代器。

🎯小结

反向迭代器的实现也使用了适配器的设计模式，它的底层是通过复用迭代器来实现，通过运算符重载实现与迭代器遍历的方向相反的反向迭代器，简单来说，反向迭代器的实现就是将迭代器类型进行封装，再重载出和迭代器名字相同，效果相反的函数，就是为反向迭代器。

二. 反向迭代器的实现

2.1 反向迭代器的框架

这里模拟实现的反向迭代器为四个模板参数的版本的，不过这里不对随机迭代器和双向迭代器进行区分，因为如果是双向迭代器的反向迭代器要使用+，-等操作时，它自身的迭代器就会报错。这又印证了用迭代器做反向迭代器的底层的好处。

namespaceyzx{template<classIterator,classT,classRef,classPtr>classreverse_iterator{typedefreverse_iterator<Iterator,T,Ref,Ptr>Self;public:reverse_iterator(Iterator it)// 构造函数 只能使用迭代器类型进行构造:_it(it){}private:Iterator _it;//成员遍历 以迭代器类型为底层实现反向迭代器};}

2.2 反向迭代器成员函数的实现

Self&operator++(){--_it;return*this;}Selfoperator++(int){Selftmp(*this);--_it;returntmp;}

Self&operator--(){return++_it;}Selfoperator--(int){Selftmp(*this);++_it;returntmp;}

booloperator==(constSelf&rit){return_it==rit._it;}booloperator!=(constSelf&rit){return_it!=rit._it;}

Refoperator*(){Iteratortmp(_it);return*(--tmp);}Ptroperator->(){return&(operator*());}

这里讲解一下opreator*为什么不是直接解引用_it而是解引用 _it的前一个位置，这是为了让反向迭代器和迭代器完成保持对称的关系所设定的。

这里对称的意思是让rend和begin指向同一个位置，rbegin和end指向同一个位置（如图 2-1），而因为普通迭代器end指向的位置没有有效元素，只有在它的前一个位置才开始有有效元素，且rbegin返回的迭代器解引用得到的是最后一个元素的值，所以此时operator*需要先--tmp再去解引用才能拿到正确的值。

2.3 反向迭代器在类中的实例化

typedefreverse_iterator<iterator,T,T&,T*>reverse_iterator;typedefreverse_iterator<const_iterator,T,constT&,constT*>const_reverse_iterator;// 反向迭代器reverse_iteratorrbegin(){returnreverse_iterator(end());}reverse_iteratorrend(){returnreverse_iterator(begin());}// const反向迭代器const_reverse_iteratorrbegin(){returnconst_reverse_iterator(end());}const_reverse_iteratorrend(){returnconst_reverse_iterator(begin());}

三. 总结

反向迭代器的本质就是复用各个容器的普通迭代器，或者说将普通迭代器进行封装。当使用反向迭代器++时，就在内部调用普通迭代器的--以此来达到反向遍历的效果。

同时，为了确保反向迭代器与迭代器完全”相反“，我们让rbegin == end，rend == begin，而要维护这个效果，就得改变解引用的逻辑，提前一个位置解引用刚好使得各个位置的值可以正常拿到。