Категория random_access_iterator

Категория random_access_iterator - это одна из категорий итераторов в C++. Итераторы этой категории обладают всеми возможностями итераторов предыдущих категорий, а также поддерживают произвольный доступ к элементам контейнера за константное время. Это означает, что к любому элементу можно обратиться напрямую по индексу, как к элементу массива. Такие итераторы поддерживают операции сложения и вычитания с целыми числами, вычисление расстояния между двумя итераторами, а также сравнения порядка (меньше, больше, меньше или равно, больше или равно). Первым параметром при работе с такими итераторами обычно выступает сам итератор, а вторым - смещение или другой итератор, с которым выполняется операция.

Синтаксис

// Проверка, является ли итератор итератором произвольного доступа
std::is_same<
	std::iterator_traits<Iterator>::iterator_category,
	std::random_access_iterator_tag
>::value

// Концепт (C++20)
std::random_access_iterator<Iterator>

// Операции, поддерживаемые итератором произвольного доступа
it + n
it - n
it += n
it -= n
it[n]
it2 - it1
it1 < it2
it1 > it2
it1 <= it2
it1 >= it2

Пример

Давайте проверим, является ли итератор вектора итератором произвольного доступа, используя iterator_traits:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
using namespace std;

int main()
{
	using Iter = vector<int>::iterator;
	bool res = is_same<
		iterator_traits<Iter>::iterator_category,
		random_access_iterator_tag
	>::value;
	
	cout << boolalpha << res << endl;
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

true

Пример

Давайте воспользуемся произвольным доступом к элементам вектора через итератор, применяя операции сложения, вычитания и индексации:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
	auto it = vec.begin();
	
	cout << *(it + 2) << endl;
	cout << *(it - 0) << endl;
	cout << it[3] << endl;
	
	it += 4;
	cout << *it << endl;
	
	auto dist = vec.end() - vec.begin();
	cout << dist << endl;
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

Пример

Давайте отсортируем вектор с помощью std::sort, который требует итераторы произвольного доступа, и сравним итераторы по порядку следования:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> vec = {5, 3, 1, 4, 2};
	sort(vec.begin(), vec.end());
	
	for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	
	auto it1 = vec.begin();
	auto it2 = vec.begin() + 2;
	cout << boolalpha << (it1 < it2) << endl;
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

1 2 3 4 5
true

Пример

Давайте проверим, что итератор списка std::list не является итератором произвольного доступа, а является только двунаправленным:

#include <iostream>
#include <list>
#include <iterator>
using namespace std;

int main()
{
	using Iter = list<int>::iterator;
	bool res = is_same<
		iterator_traits<Iter>::iterator_category,
		random_access_iterator_tag
	>::value;
	
	cout << boolalpha << res << endl;
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

false

Смотрите также

категория bidirectional_iterator,
которая поддерживает движение в обе стороны
категория iterator,
которая является базовым понятием итератора
функция distance,
которая вычисляет расстояние между итераторами
функция advance,
которая сдвигает итератор на заданное число позиций