# 建立可迭代区域

我们已经认识了STL中提供的各种迭代器。我们只需实现一个迭代器，支持前缀加法`++`，解引用`*`和比较操作`==`，这样我们就能使用C++11基于范围的for循环对该迭代器进行遍历。

为了更好的了解迭代器，本节中将展示如何实现一个迭代器。迭代该迭代器时，只输出一组数字。实现的迭代器并不支持任何容器，以及类似的结构。这些数字是在迭代过程中临时生成的。

## How to do it...

本节中，我们将实现一个迭代器类，并且对该迭代器进行迭代：

1. 包含必要的头文件。

   ```cpp
   #include <iostream>
   ```
2. 迭代器结构命名为`num_iterator`:

   ```cpp
   class num_iterator {
   ```
3. 其数据类型只能是整型，仅用是用来计数的，构造函数会初始化它们。显式声明构造函数是一个好习惯，这就能避免隐式类型转换。需要注意的是，我们会使用`position`值来初始化`i`。这就让`num_iterator`可以进行默认构造。虽然我们的整个例子中都没有使用默认构造函数，但默认构造函数对于STL的算法却是很重要的。

   ```cpp
       int i;
   public:
       explicit num_iterator(int position = 0) : i{position} {}
   ```
4. 当对迭代器解引用时\*it\`，将得到一个整数：

   ```cpp
       int operator*() const { return i; }
   ```
5. 前缀加法操作`++it`：

   ```cpp
       num_iterator& operator++() {
           ++i;
           return *this;
       }
   ```
6. `for`循环中需要迭代器之间进行比较。如果不相等，则继续迭代：

   ```cpp
       bool operator!=(const num_iterator &other) const {
           return i != other.i;
       }
   };
   ```
7. 迭代器类就实现完成了。我们仍需要一个中间对象对应于`for (int i : intermediate(a, b)) {...}`写法，其会从头到尾的遍历，其为一种从a到b遍历的预编程。我们称其为`num_range`:

   ```cpp
   class num_range {
   ```
8. 其包含两个整数成员，一个表示从开始，另一个表示结束。如果我们要从0到9遍历，那么a为0，b为10(`[0, 10)`)：

   ```cpp
       int a;
       int b;
   public:
       num_range(int from, int to)
           : a{from}, b{to}
       {}
   ```
9. 该类也只有两个成员函数需要实现：`begin`和`end`函数。两个函数都返回指向对应数字的指针：一个指向开始，一个指向末尾。

   ```cpp
       num_iterator begin() const { return num_iterator{a}; }
       num_iterator end() const { return num_iterator{b}; }
   };
   ```
10. 所有类都已经完成，让我们来使用一下。让我们在主函数中写一个例子，遍历100到109间的数字，并打印这些数值：

    ```cpp
    int main()
    {
       for (int i : num_range{100, 110}) {
           std::cout << i << ", ";
       }
       std::cout << '\n';
    }
    ```
11. 编译运行后，得到如下输出：

    ```cpp
    100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109,
    ```

## How it works...

考虑一下如下的代码段：

```cpp
for (auto x : range) { code_block; }
```

这段代码将被编译器翻译为类似如下的代码：

```cpp
{
    auto __begin = std::begin(range);
    auto __end = std::end(range);
    for ( ; __begin != __end; ++__begin) {
        auto x = *__begin;
        code_block
    }
}
```

这样看起来就直观许多，也能清楚的了解我们的迭代器需要实现如下操作：

* operator!=
* operatpr++
* operator\*

也需要`begin`和`end`方法返回相应的迭代器，用来确定开始和结束的范围。

> Note:
>
> 本书中，我们使用`std::begin(x)`替代`x.begin()`。如果有`begin`成员函数，那么`std::begin(x)`会自动调用`x.begin()`。当`x`是一个数组，没有`begin()`方法是，`std::begin(x)`会找到其他方式来处理。同样的方式也适用于`std::end(x)`。当用户自定义的类型不提供`begin/end`成员函数时，`std::begin/std::end`就无法工作了。

本例中的迭代器是一个前向迭代器。再来看一下使用`num_range`的循环，从另一个角度看是非常的简单。

> Note:
>
> 回头看下构造出迭代器的方法在`range`类中为`const`。这里不需要关注编译器是否会因为修饰符`const`而报错，因为迭代`const`的对象是很常见的事。


---

# Agent Instructions: Querying This Documentation

If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question.

Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter:

```
GET https://chenxiaowei.gitbook.io/c-17-stl-cook-book/chapter3-0-chinese/chapter3-1-chinese.md?ask=<question>
```

The question should be specific, self-contained, and written in natural language.
The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation.

Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.