Iterators in STL

Iterator क्या है?

Iterator एक object है जो container के किसी element की ओर इशारा करता है और अगले element पर जाना जानता है। यह pointer की तरह व्यवहार करता है:

• *it — जिस element की ओर इशारा है
• ++it — अगले element पर जाओ
• it == other — क्या दोनों एक ही position पर हैं?

Iterators STL को जोड़ने वाली कड़ी हैं: containers iterators देते हैं, और sort, find, reverse जैसे algorithms iterators की किसी भी जोड़ी पर काम करते हैं। इसीलिए एक ही algorithm vector, list या deque पर चलता है।

begin() और end()

हर container में होता है:

• begin() — पहले element का iterator
• end() — आख़िरी के एक बाद वाला iterator

 vector:  [ 78 | 91 | 66 | 84 ]
            ^                  ^
         begin()             end()   (आख़िरी element के बाद)

Half-open range [begin, end) से loops आसान बनते हैं — end() पर पहुँचते ही रुकें — और खाली container में begin() == end() होता है।

Iterator से loop

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> marks = {78, 91, 66, 84};

    // पूरा iterator type
    for (std::vector<int>::iterator it = marks.begin(); it != marks.end(); ++it) {
        *it += 2;                       // grace marks: element बदलता है
    }

    // वही काम auto से (C++11)
    for (auto it = marks.begin(); it != marks.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << "\n";

    // range-based for पीछे से iterators ही इस्तेमाल करता है
    for (int m : marks) std::cout << m << " ";
    std::cout << "\n";
    return 0;
}

हर element चाहिए हो तो range-based for सबसे आसान है। Position चाहिए, loop में erase करना हो, या algorithm को range देनी हो — तब explicit iterators लें।

Iterators की पाँच categories

हर category में ऊपर वाली की सारी क्षमताएँ होती हैं। Algorithm अपनी न्यूनतम ज़रूरत बताता है — std::sort को random-access iterators चाहिए, इसीलिए list का अपना list.sort() है।

const और reverse iterators

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

    for (auto it = v.cbegin(); it != v.cend(); ++it) {   // const_iterator
        std::cout << *it << " ";        // *it = 9; compile नहीं होगा
    }
    std::cout << "\n";

    for (auto it = v.rbegin(); it != v.rend(); ++it) {   // reverse_iterator
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << "\n";
    return 0;
}

सिर्फ पढ़ना हो तो cbegin()/cend() लें, ताकि compiler गलती से बदलाव रोक दे। rbegin()/rend() उल्टी दिशा में चलते हैं।

काम के iterator functions

ये हर category के लिए चलते हैं, list के लिए भी, जहाँ it + 3 allowed नहीं।

std::vector<int> v = {10, 20, 30, 40};
auto it = std::find(v.begin(), v.end(), 30);
std::cout << "index = " << std::distance(v.begin(), it) << "\n";   // 2
std::cout << "last  = " << *std::prev(v.end()) << "\n";            // 40

Map पर iterators

map का iterator एक pair की ओर इशारा करता है: ->first key है और ->second value।

std::map<std::string, int> marks = {{"Aman", 78}, {"Priya", 91}};
for (auto it = marks.begin(); it != marks.end(); ++it) {
    std::cout << it->first << ": " << it->second << "\n";
}

Iterator invalidation

Container बदलने पर मौजूदा iterators invalid (dangling) हो सकते हैं:

Loop में सुरक्षित erase — erase से मिला iterator इस्तेमाल करें:

std::vector<int> marks = {35, 20, 50, 12, 40};
for (auto it = marks.begin(); it != marks.end(); ) {
    if (*it < 33) it = marks.erase(it);   // erase अगला valid iterator लौटाता है
    else ++it;
}
// marks: 35 50 40

(Vectors के लिए C++20 का आसान तरीका: std::erase_if(marks, [](int m){ return m < 33; });।)

आम गलतियाँ

• end() या खाली container के iterator को dereference करना।
• दो अलग containers के iterators की तुलना करना।
• list या map iterator पर it + 1 लिखना — std::next(it) लें।
• Vector पर push_back के बाद पुराना iterator रखे रहना।
• erase वाले loops में it++ गलत जगह लिखकर elements छोड़ देना।

सारांश

• Iterator element की ओर इशारा करता है और pointer की तरह container में चलता है।
• begin() पहला element है; end() आख़िरी के एक बाद — उसे कभी dereference न करें।
• Categories: input, output, forward, bidirectional, random-access।
• सिर्फ पढ़ने के लिए cbegin/cend, उल्टी दिशा के लिए rbegin/rend।
• Container बदलने से iterators invalid हो सकते हैं; erase से मिला iterator लें।

संबंधित: STL परिचय, vector, algorithms, list और deque।