c++ - Rust 迭代器和 C++ 迭代器之间的主要区别是什么？

Question

C++ 迭代器的一个典型例子是指针，它可以用来指向 C 数组中的一个元素，如下所示:

int array[] = {1, 2, 3, 4};
int* begin = std::begin(array); //Starting iterator
int* end = std::end(array) //Ending iterator

for(int* i = begin; i < end; i++)
{
    std::cout << *i << ',';
}

//Prints 1, 2, 3, 4

这很简单。来自 cplusplus.com 的迭代器的定义是

An iterator is any object that, pointing to some element in a range of elements (such as an array or a container), has the ability to iterate through the elements of that range using a set of operators...

这是有道理的；在上面的代码中有两个迭代器(begin 和 end 迭代器)，它使用 for 循环并递增。

在 Rust 中，迭代器是这样使用的:

let vect = vec![1, 2, 3, 4];

let vect_iter = vect.iter();

什么？要对其进行迭代，您可以:

vect_iter.next();
vect_iter.next();

我在 Rust 文档中找不到指针的任何确切定义，但查看 Iterator trait ，似乎迭代器是容器的包装器，通过以某种方式标准化逻辑(如果这有意义的话)，可以更轻松地处理。

我的主要问题是:

1. 主要区别是什么？
2. 为什么 Rust 有这种方式的迭代器，为什么它们的表达方式如此不同？
3. C++ 中有 Rust 类型的迭代器吗？
4. Rust 中有 C++ 类型的迭代器吗？
5. 它们被称为特定的东西吗？ (内部/外部？)

Answer 1

迭代器是编程语言中的一个概念，指的是允许迭代元素集合或序列的构造。这个概念是故意模糊的，它是一个概念!它没有规定任何具体的实现。

为了更容易区分 C++ 和 Rust，我将使用不同的名称:

• C++ 迭代器将被命名为 cursors，
• Rust 迭代器将被命名为 streams。

是的，这些完全是任意的。请注意，如果您查看 Java 或 C# 等语言，您会发现它们也使用流。

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C++

首先，不要使用 cplusplus.com。 cppreference.com 要好得多。

An iterator is any object that, pointing to some element in a range of elements (such as an array or a container), has the ability to iterate through the elements of that range using a set of operators...

简单，错误。

光标可以:

• 指向一个元素，
• 或者是singular并且根本不指向任何元素。

一般用奇异值来表示:

• 要迭代的序列的结尾:vec.end() ,
• 缺少元素:std::find(...) .

您可以增加，有时也可以减少光标。但是，如果这样做，您通常需要一对 光标来知道何时停止。

为什么 C++ 使用这种表示法？因为这就是 C 的做法，而且效果很好……虽然它很容易出错。

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使用rust

Rust 致力于确保安全并偏爱易于使用的 API。这排除了一对游标:

• 一对游标是不安全的:你可以很容易地迭代越界，并且你可以获得别名引用，
• 一对游标容易出错:很容易意外地将两个不同序列的游标配对。

为了控制bounds、aliasing和避免pair mismatch，你必须使用单个对象；因此类似于流的 API。

Iterator Rust 中的 API 让人想起 Java 和 C#，尽管 Rust 通过使用 Option<T> 对其进行了改进。这样就可以代替笨拙的hasNext()/next()调用对，它提供了一个方法 next()它既可以推进流，也可以发出结束的信号。

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结论

Rust 和 C++ 都具有迭代元素集合的方法:

• C++ 提供了一种类似 C 的方式，灵活但容易出错，
• Rust 提供了一种现代方式，安全但不太灵活。

两种语言还提供external和internal迭代:

• 外部:用户控制迭代(调用 ++ 或 next() )，
• 内部:迭代器控制用户代码(参见 std::foreach 和 Iterator::foreach)。