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C++ STL distance()函数用法详解(一看就懂)

我们知道,作用于同一容器的 2 个同类型迭代器可以有效指定一个区间范围。在此基础上,如果想获取该指定范围内包含元素的个数,就可以借助本节要讲的 distance() 函数。

distance() 函数用于计算两个迭代器表示的范围内包含元素的个数,其语法格式如下:

template<class InputIterator>
  typename iterator_traits<InputIterator>::difference_type distance (InputIterator first, InputIterator last);

其中,first 和 last 都为迭代器,其类型可以是输入迭代器、前向迭代器、双向迭代器以及随机访问迭代器;该函数会返回[first, last)范围内包含的元素的个数。

注意,first 和 last 的迭代器类型,直接决定了 distance() 函数底层的实现机制:
  • 当 first 和 last 为随机访问迭代器时,distance() 底层直接采用 last - first 求得 [first, last) 范围内包含元素的个数,其时间复杂度为O(1)常数阶;
  • 当 first 和 last 为非随机访问迭代器时,distance() 底层通过不断执行 ++first(或者 first++)直到 first==last,由此来获取 [first, last) 范围内包含元素的个数,其时间复杂度为O(n)线性阶。

另外,distance() 函数定义在<iterator>头文件,并位于 std 命名空间中。因此在使用此函数前,程序中应包含如下代码:
#include <iterator>
using namespace std;

下面程序以 list 容器(其迭代器类型为双向迭代器)为例,演示了 distance() 函数的用法:
#include <iostream>     // std::cout
#include <iterator>     // std::distance
#include <list>         // std::list
using namespace std;

int main() {
    //创建一个空 list 容器
    list<int> mylist;
    //向空 list 容器中添加元素 0~9
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        mylist.push_back(i);
    }
    //指定 2 个双向迭代器,用于执行某个区间
    list<int>::iterator first = mylist.begin();//指向元素 0
    list<int>::iterator last = mylist.end();//指向元素 9 之后的位置
    //获取 [first,last) 范围内包含元素的个数
    cout << "distance() = " << distance(first, last);
    return 0;
}
程序执行结果为:

distance() = 10

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