如何將const_iterator轉換為iterator型別疊代器？

前面章節中，已經詳細介紹了 advance() 和 distance() 函數各自的功能和用法。在此基礎上，本節繼續講解如何利用這 2 個函數實現將 const_iterator 疊代器轉換為 iterator 疊代器，或者將 const_reverse_iterator 疊代器轉換為 reverse_iterator 疊代器。

注意，上面提到的 iterator、const_iterator、reverse_iterator 和 const_reverse_iterator 是 C++ STL 標準庫提供了 4 種基礎疊代器，關於它們各自的特性和功能可以閱讀《C++ STL疊代器》一節，這裡不再重複贅述。

要知道，C++ STL標準庫為了方便使用者更輕鬆地操作容器，每個容器的模板類都提供有豐富且實用的方法。在這些方法中，有些是以 const_iterator 型別疊代器作為引數，也就意味著在使用此類方法時，需要為其傳入一個 const_iterator 型別的疊代器。

例如，vector 容器模板類中提供有 insert() 方法，該方法的語法格式如下：

iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);

注意，此方法有多種語法格式，這裡僅列舉了其中的一種。有關該方法的具體用法，讀者可閱讀《C++ STL vector插入元素》一節，這裡不再做詳細贅述。

可以看到，如果想呼叫此格式的 insert() 方法，就需要為其傳入一個 const_iterator 型別的疊代器。例如：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int>value{ 1,2,3,4,5 };
    //定義一個 const_iterator 型別的疊代器
    vector<int>::const_iterator citer = value.cbegin();
    value.insert(citer, 10);
    for (auto iter = value.begin(); iter != value.end(); ++iter) {
        cout << *iter << " ";
    }
    return 0;
}

程式執行結果為：

10 1 2 3 4 5

顯然通過呼叫 insert() 方法，並將指向 value 容器中元素 1 位置處的 const_iterator 型別疊代器作為該方法的實參，就成功將 10 插入到了 value 容器的指定位置。

那麼，是不是給 insert() 方法傳遞其它型別疊代器就不行呢？當然不是，對於給 const_iterator 型別的疊代器傳值，還可以使用 iterator 型別疊代器，但不能使用 const_reverse_iterator 和 reverse_iterator 型別疊代器，這是為什麼呢？

實際上，當我們將某一型別的疊代器傳遞給 insert() 方法中 const_iterator 型別的 position 形參時，即便型別不匹配，編譯器也不會立即報錯，而是先嘗試將其型別轉換成 const_iterator 型別，如果轉換成功，則程式仍可以正常執行；反之如果轉換失敗，編譯器才會報錯。

C++ 中，通常將編譯器自行嘗試進行型別轉換的整個過程稱為隱式轉換（或者自動型別轉換）。

對於 C++ STL 標準庫中的這 4 種基礎疊代器來說，C++ 編譯器的隱式轉換僅支援以下 2 種情況：

將 iterator 型別的疊代器隱式轉換為 const_iterator 型別的疊代器；
將 reverse_iterator 型別的疊代器隱式轉換為 const_reverse_iterator 型別的疊代器。

注意，以上 2 種隱式轉換是單向的，即編譯器只支援從 iterator 轉換為 const_iterator，從 reverse_iterator 轉換為 const_reverse_iterator，但不支援逆向轉換。

有些讀者可能會好奇，既然隱式轉換無法做到，還有其他方式可以實現從 const_iterator 到 iterator、從 const_reverse_iterator 到 reverse_iterator 的轉換嗎？

很多讀者可能會想到使用強制型別轉換（const_cast）的方式。但可以明確的是，強制型別轉換並不適用於迭代器，因為 const_cast 的功能僅是去掉某個型別的 const 修飾符，但 const_iterator 和iterator 是完全不同的 2 個類，同樣 const_reverse_iterator 和 reverse_iterator 也是完全不同的 2 個類，它們僅僅是類名有 const 的差別，但並不是 const T 和 T 的關係。

這裡給讀者推薦一種實現方式，就是使用 advance() 和 distance() 這 2 個函數，其語法格式如下：

//將 const_iterator 轉換為 iterator
advance(iter, distance<cont<T>::const_iterator>(iter,citer));
//將 const_reverse_iterator 轉換為 reverse_iterator
advance(iter, distance<cont<T>::const_reverse_iterator>(iter,citer));

其中，citer 為指向某個容器（比如 cont）任意位置的 const_iterator（或者 const_reverse_iterator）型別疊代器，而 iter 通常初始為指向 cont 容器中第一個元素的 iterator（或者 reverse_iterator）型別疊代器。通過套用此格式，最終 iter 會變成一個指向和 citer 一樣的 iterator（或者 reverse_iterator）型別疊代器。

注意，在使用 distance() 函數時，必須額外指明 2 個引數為 const 疊代器型別，否則會因為傳入的 iter 和 citer 型別不一致導致 distance() 函數編譯出錯。

該實現方式的本質是，先建立一個疊代器 citer，並將其初始化為指向容器中第一個元素的位置。在此基礎上，通過計算和目標迭代器 iter 的距離（呼叫 distance()），將其移動至和 iter 同一個位置（呼叫 advance()），由此就可以間接得到一個指向同一位置的 iter 疊代器。

舉個例子：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int>value{ 1,2,3,4,5 };

    //定義一個 const_iterator 型別的疊代器，其指向最後一個元素
    vector<int>::const_iterator citer = --value.cend();
    //初始化一個非 const 疊代器，另其指向
    vector<int>::iterator iter = value.begin();
    //將 iter 變成和 citer 同樣指向的疊代器
    advance(iter, distance<vector<int>::const_iterator>(iter, citer)); 
    cout <<"*citer = " << *citer << endl;
    cout << "*iter = " << *iter << endl;
    return 0;
}

程式執行結果為：

*citer = 5
*iter = 5

可以看到，通過使用 advance() 和 distance() 函數的組合格式，最終可以得到一個和 citer 指向相同但型別為 iterator 的疊代器。

注意，此方法的實現效率仍取決於目標容器的疊代器型別，如果是隨機存取疊代器，則該方法的執行效率為 O(1)；反之，則執行效率為 O(n)。