自定义容器实现支持STL的迭代器与反向迭代器的API要求是什么

一、正向迭代器要求确认 #

你列出的现有要求是准确的，仅需补充一点：自定义迭代器类需要实现和你声明的iterator_category匹配的运算符操作，否则无法兼容STL算法：

• 前向迭代器至少要实现operator++（前置+后置）、operator*、operator->、operator==、operator!=
• 双向迭代器额外实现operator--（前置+后置）
• 随机访问迭代器额外实现偏移加减、下标访问、大小比较等运算符

二、反向迭代器的API要求 #

反向迭代器分两种实现场景，要求不同：

场景1：使用标准库std::reverse_iterator包装（99%场景推荐） #

不需要单独编写反向迭代器类，直接复用已实现的正向迭代器即可，仅需在容器内部补充以下内容：

1. 类型定义

typedef std::reverse_iterator<iterator> reverse_iterator;
typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;

2. 成员方法

// 非const版本
reverse_iterator rbegin();
reverse_iterator rend();
// const版本
const_reverse_iterator rbegin() const;
const_reverse_iterator rend() const;
// 常量专用版本
const_reverse_iterator crbegin() const;
const_reverse_iterator crend() const;

实现逻辑非常简单：rbegin()对应正向迭代器的end()，rend()对应正向迭代器的begin()即可，示例如下：

reverse_iterator rbegin() { return reverse_iterator(end()); }
reverse_iterator rend() { return reverse_iterator(begin()); }

标准库的std::reverse_iterator已经内置了所有符合STL要求的类型定义和运算符重载，无需额外开发。

场景2：自定义反向迭代器类（仅特殊场景需要） #

如果因业务逻辑无法使用标准库包装，需要自研反向迭代器类，那么要求和正向迭代器完全一致：

• 迭代器类内部必须定义5个必需类型：value_type、reference、pointer、difference_type、iterator_category
• 实现对应迭代器类别的所有运算符，注意反向迭代器的operator++对应正向迭代器的--，operator--对应正向迭代器的++，解引用取当前位置的前一个元素即可
• 容器内部同样要补充场景1中列出的反向迭代器类型定义，以及rbegin/rend系列成员方法

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ariel Yael