10.5 iterator：指向容器裡的位置

10.2 教的 push_back 能加元素、pop_back 能移除元素，但動得到的都只有尾端。想在中間插入或移除元素，得先回答一個問題：怎麼跟 vector 說「就是這個位置」？C++ 容器的標準答案是 iterator：一種特殊的型態，它的值是「容器裡的某個位置」。有點像上冊 7.7 的「陣列名稱代表開頭的記憶體位置」——iterator 存的不是元素本身，而是元素住在哪。

vector 的 iterator 型態寫作 vector<int>::iterator——中間的兩個冒號 :: 表示「vector<int> 裡面的 iterator 型態」：每種容器都帶著自己的 iterator 型態，所以要這樣指名。兩個最重要的來源：

• v.begin()：指向第一個元素的 iterator。
• v.end()：指向最後一個元素的下一格——一個不裝資料的「結束位置」。像 8.6 的 '\0' 一樣，它本身不是內容，只負責標示「到此為止」。但有個關鍵差別：'\0' 是陣列裡真的讀得到的一個字元，end() 指的位置沒有元素——*v.end() 是錯的（UB），end() 只能當「邊界」用，不能當「最後一個元素」用。順帶一提，空 vector 的 begin() 就等於 end()。

拿到 iterator 之後，*it 取出它指向位置的值（這個 * 唸作解參考（dereference），跟乘法無關），it++ 往後移一格：

¶範例程式碼

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

int main() {
    vector<int> v = {10, 20, 30, 40};

    vector<int>::iterator it = v.begin();   // it 指向第一個元素
    cout << *it << '\n';                    // * 取出 it 指向位置的值
    it++;                                   // 往後移一格
    cout << *it << '\n';
    it += 2;                                // vector 的 iterator 可以一次跳好幾格
    cout << *it << '\n';
    cout << v.end() - v.begin() << '\n';    // 頭尾距離恰是元素個數
    return 0;
}

執行結果：

10
20
40
4

最後一行值得咀嚼：begin() 到 end() 是「含頭不含尾」的一段，所以兩者的距離恰好是元素個數。順帶一提，「一次跳好幾格」（it += 2、v.begin() + i）是 vector 這類容器的 iterator 才有的待遇，不是每種容器都行——Level 0 只用 vector 和 string，放心用。而「從 begin() 到 end() 指定一整段」這個講法，正是下一單元 sort(v.begin(), v.end()) 的語言——那也是 iterator 在 Level 0 最重要的出場。

¶insert 與 erase

有了「位置」的語言，就能在任意位置動手：

搭配 v.begin() + i 就是「索引 i 的位置」：

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

int main() {
    vector<int> v = {10, 20, 30};
    v.insert(v.begin() + 1, 99);       // 在索引 1 的位置插入 99：{10, 99, 20, 30}
    v.erase(v.begin() + 3);            // 移除索引 3 的元素：{10, 99, 20}
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        cout << v[i] << '\n';
    }
    return 0;
}

執行結果：

10
99
20