c++ - 是否有不使用 ptrdiff_t 作为其差异类型的迭代器示例？

Question

我看到它iterator_traits总是定义一个difference_type：https ://en.cppreference.com/w/cpp/iterator/iterator_traits#Member_types

我只是想知道为什么，这不ptrdiff_t适合每种类型吗？是否有不使用迭代器的示例ptrdiff_t？如果不是，为什么不从各处difference_type消除iterator_traits和使用？ptrdiff_t

Answer 1

我编写了一种可以处理大于潜在内存的后备存储的绳索类型（也就是说，即使在 32 位代码中它也可以处理 64 位序列）。所以我必须使用 64 位大小和差异类型，无论它是在 32 位还是 64 位模式下编译。

Answer 2

一个基本的输出迭代器，std::ostream_iterator作为一个例子，可能根本不需要差异类型。

由于它是一种“一劳永逸”的迭代器，因此获得两个这样的迭代器之间的差异通常没有多大意义。仅仅写一个副本的行为可能会使所有其他副本无效。所以它不需要定义差异类型，也不应该人为地强制这样做（或强制类型）。

Answer 3

理论上，任何迭代器的差异都不能用std::ptrdiff_t. 例如，考虑下面的玩具迭代器，给定一个方向，导航一个二维矩阵：

template<typename T>
struct vec2d {T x; T y;};

template<typename T, typename C>
class cartesian_iterator {
public:
    using value_type = T;
    // because the difference between 2d vectors is an actual 2d vector,
    // we can't use std::ptrdiff_t
    using difference_type = vec2d<int>;

    cartesian_iterator(C* container, vec2d<size_t> position, difference_type increment = difference_type{1,1})
        :    container{container}, position{position}, increment{increment}
    {}

    cartesian_iterator& operator++() {position.x += increment.x; position.y += increment.y; return *this;}
    bool operator==(const cartesian_iterator& rhs) {return position.x == rhs.position.x && position.y == rhs.position.y;}
    bool operator!=(const cartesian_iterator& rhs) {return position.x != rhs.position.x || position.y != rhs.position.y;}
    T& operator*() {
        return (*container)[position.x][position.y];
    }

    // difference could be implemented like this
    difference_type operator-(const cartesian_iterator& rhs) {
        return {
            static_cast<int>(position.x) - static_cast<int>(rhs.position.x),
            static_cast<int>(position.y) - static_cast<int>(rhs.position.y),
        };
    }
private:
    C* container;
    vec2d<size_t> position;
    difference_type increment{1,1};
};

用法：

// outputs 159
int main() {
    using std::array;
    array<array<int, 3>, 3> a {
        1,2,3,
        4,5,6,
        7,8,9
    };
    cartesian_iterator<int, array<array<int, 3>, 3>> it{&a, {0, 0}};
    while (it != decltype(it){&a, {3,3}}) {
        std::cout << *it;
        ++it;
    }
}