继承std::iterator与显式typedef其成员类型的差异及reverse_iterator实现疑问

首先明确：std::iterator本身是仅包含成员typedef定义的空基类，在语义等价的前提下，继承它获得成员typedef、和类内显式写同名typedef，最终得到的类型是完全一致的，不存在运行时或类型系统层面的行为差异，二者的区别全部集中在编译期的名称查找、代码兼容性层面：

• 名称查找规则不同：类内显式定义的typedef属于派生类自身作用域的成员，名称查找时优先级高于基类继承的同名成员；继承得到的typedef属于基类作用域，当基类是依赖模板参数的依赖型基类时，会触发C++模板的两阶段查找限制——模板定义阶段的非限定名称查找不会搜索依赖基类的作用域，直接访问会直接报编译错误，必须加typename和基类类名限定才能访问。
• 接口检测兼容性不同：C++20引入concepts之前，没有标准化的迭代器合规性检测方式，大量老旧代码会通过is_base_of<std::iterator<...>, T>的方式判断一个类型是否为迭代器，只有继承了std::iterator的类才能通过这类检测；显式typedef的类没有继承关系，无法通过这类旧逻辑的检测。
• 代码编写成本不同：使用继承获得typedef的模板类，内部访问这些类型时必须每次写全基类限定，代码冗余易错；类内显式定义的typedef可以直接无修饰访问，编写成本低很多。

你看到的实现方式是标准库为了兼顾兼容性和可用性做的设计，核心原因有两个：

1. 兼容历史代码的迭代器检测逻辑
   标准库实现必须保证所有符合旧标准规范的代码都能正常工作，保留对std::iterator的继承，就能让所有依赖“迭代器派生自std::iterator”这个旧判定逻辑的代码，正确识别reverse_iterator为合法迭代器，不会出现兼容性问题。
2. 规避依赖基类的名称查找缺陷
   reverse_iterator的基类是完全依赖模板参数Iterator的依赖型基类，如果不在类内显式定义这几个高频使用的typedef，类内部实现迭代器操作（比如运算符解引用、迭代器差值计算）时，每次用到difference_type/reference/pointer都要写冗长的带typename的基类限定，不仅代码冗余，还很容易因为漏写typename触发编译错误。显式把这几个typedef定义在派生类作用域后，就可以直接在成员函数里无修饰使用这些类型，大幅降低实现的复杂度和出错概率。

注：你看到的实现里只显式定义了三个typedef而非全部五个，本质是实现层面的取舍——这三个类型是迭代器算术运算、解引用操作中最高频使用的类型，剩下的iterator_category和value_type使用频率低，哪怕需要加基类限定访问，影响也很小。后续C++17标准直接将std::iterator标记为弃用，正式推荐开发者直接在类内显式定义所需的迭代器成员类型，本质也是认可了显式typedef的可用性优势。

对应的标准库实现片段如下：

template <class Iterator>
class reverse_iterator : public
    iterator<typename iterator_traits<Iterator>::iterator_category,
             typename iterator_traits<Iterator>::value_type,
             typename iterator_traits<Iterator>::difference_type,
             typename iterator_traits<Iterator>::pointer,
             typename iterator_traits<Iterator>::reference> {
    public:
        typedef Iterator iterator_type;
        typedef typename iterator_traits<Iterator>::difference_type difference_type;
        typedef typename iterator_traits<Iterator>::reference reference;
        typedef typename iterator_traits<Iterator>::pointer pointer;
        // 其余成员实现省略
};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kjh6b6a68