Задачи на тему итераторы

Задачи охватывают разные аспекты работы с итераторами: обход, поиск, изменение, удаление, вставка, использование с алгоритмами STL и т.д.

---

### **Задача 1: Вывод элементов вектора с помощью итератора**
**Условие:** Выведите все элементы `std::vector<int>` с помощью итератора.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

    // напишите код ниже

    return 0;
}


---

### **Задача 2: Вывод элементов вектора в обратном порядке**
**Условие:** Выведите элементы `std::vector<int>` в обратном порядке с помощью `rbegin()` и `rend()`.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

    // напишите код ниже

    return 0;
}


---

### **Задача 3: Поиск элемента в векторе**
**Условие:** Найдите элемент `30` в векторе и выведите его индекс.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

    // напишите код ниже

    return 0;
}


---

### **Задача 4: Удвоить все четные числа в векторе**
**Условие:** Удвойте все четные числа в `std::vector<int>`.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

    // напишите код ниже

    for (int n : numbers) {
        cout << n << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}


---

### **Задача 5: Удалить все отрицательные числа**
**Условие:** Удалите все отрицательные числа из `std::vector<int>`.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {1, -2, 3, -4, 5};

    // напишите код ниже

    for (int n : numbers) {
        cout << n << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}


---

### **Задача 6: Вставить элемент перед каждым отрицательным числом**
**Условие:** Вставьте `0` перед каждым отрицательным числом в векторе.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {1, -2, 3, -4, 5};

    // напишите код ниже

    for (int n : numbers) {
        cout << n << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}


---

### **Задача 7: Найти максимальный элемент с помощью итератора**
**Условие:** Найдите максимальный элемент в `std::vector<int>` и выведите его.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {10, 50, 30, 20, 40};

    // напишите код ниже

    cout << "Максимальный элемент: " << *max_it << endl;
    return 0;
}


---

### **Задача 8: Заменить все вхождения числа**
**Условие:** Замените все вхождения числа `20` на `99` в векторе.

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

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

    // напишите код ниже

    for (int n : numbers) {
        cout << n << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}


---

### **Задача 9: Подсчитать количество элементов, равных 30**
**Условие:** Подсчитайте количество элементов, равных `30`, в векторе.

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

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

    // напишите код ниже

    cout << "Количество элементов 30: " << count << endl;
    return 0;
}


---

### **Задача 10: Вывести ключи и значения из `std::map`**
**Условие:** Выведите ключи и значения из `std::map<string, int>`.

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

int main() {
    map<string, int> ages = {{"Alice", 25}, {"Bob", 30}, {"Charlie", 35}};

    // напишите код ниже

    return 0;
}


---


### **Задача 11: Удалить все дубликаты из отсортированного вектора**
**Условие:** Удалите все повторяющиеся элементы из отсортированного `std::vector<int>`, сохранив только первое вхождение.
**Подсказка:** Используйте `unique()` и `erase()`.


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

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

    // напишите код ниже

    for (int n : numbers) {
        cout << n << " "; // Вывод: 1 2 3 4 5
    }
    cout << endl;
    return 0;
}


---

### **Задача 12: Скопировать элементы из одного вектора в другой с помощью итератора**
**Условие:** Скопируйте все элементы из `vector<int>` в `list<int>` с помощью итераторов.

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

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

    // напишите код ниже

    for (int n : l) {
        cout << n << " ";
    }
    cout << endl; // Вывод: 10 20 30 40
    return 0;
}


---

### **Задача 13: Фильтрация элементов по условию (создание нового контейнера)**
**Условие:** Создайте новый `vector<int>`, содержащий только числа > 25 из исходного вектора.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {10, 30, 20, 40, 15, 50};
    vector<int> filtered;

    // напишите код ниже

    for (int n : filtered) {
        cout << n << " "; // Вывод: 30 40 50
    }
    cout << endl;
    return 0;
}


---

### **Задача 14: Итераторы и константные контейнеры**
**Условие:** Попробуйте изменить элемент в `const vector<int>`. Почему это не работает? Исправьте код, используя `cbegin()` и `cend()`.

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

int main() {
    const vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

    // Попытка изменить элемент — ОШИБКА!
    // *numbers.begin() = 10; // НЕ СОБИРАЕТСЯ!

    // Только чтение:
    // напишите код ниже

    cout << endl; // Вывод: 1 2 3 4 5
    return 0;
}


---

### **Задача 15: Использование `advance()` и `distance()`**
**Условие:** Используя `advance()` и `distance()`, найдите третий элемент в векторе и выведите его.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

    // напишите код ниже

    cout << "Третий элемент: " << *it << endl; // Вывод: Третий элемент: 30

    // напишите код ниже

    cout << "Индекс: " << pos << endl; // Вывод: Индекс: 2
    return 0;
}


---

### **Задача 16: Обход map с использованием структурированного присваивания (C++17)**
**Условие:** Используя структурированное присваивание (`auto& [key, value]`), выведите все пары ключ-значение из `map`.

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

int main() {
    map<string, int> scores = {{"Alice", 85}, {"Bob", 92}, {"Charlie", 78}};

    // напишите код ниже

    // Вывод:
    // Alice: 85
    // Bob: 92
    // Charlie: 78
    return 0;
}
```

---

### **Задача 17: Удалить элементы из списка, если их значение делится на 3**
**Условие:** Удалите из `std::list<int>` все элементы, кратные 3.

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

int main() {
    list<int> numbers = {3, 6, 9, 10, 12, 15, 17};

    // напишите код ниже

    for (int n : numbers) {
        cout << n << " "; // Вывод: 10 17
    }
    cout << endl;
    return 0;
}


---

### **Задача 18: Итераторы и алгоритм `transform()`**
**Условие:** Используйте `transform()` для возведения всех элементов `vector<int>` в квадрат и сохраните результат в другой вектор.

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

int main() {
    vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4};
    vector<int> squares(numbers.size());

    transform(numbers.begin(), numbers.end(), squares.begin(),
              [](int x) { return x * x; });

    for (int n : squares) {
        cout << n << " "; // Вывод: 1 4 9 16
    }
    cout << endl;
    return 0;
}
```

---

### **Задача 19: Создание итератора для пользовательского типа**
**Условие:** Создайте класс `Student` с полем `grade`. Создайте вектор студентов и выведите всех, у кого оценка ≥ 4.
**Решение:**
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Student {
// напишите код ниже

};

int main() {
    vector<Student> students = {
        {"Alice", 5},
        {"Bob", 3},
        {"Charlie", 4},
        {"Diana", 2}
    };

    // напишите код ниже

    // Вывод:
    // Alice (5)
    // Charlie (4)
    return 0;
}
```

---

### **Задача 20: Ловушка! Почему программа аварийно завершается?**
**Условие:** Объясните, почему этот код падает, и исправьте его.

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

int main() {
    vector<int> v = {10, 20, 30};
    auto it = v.begin();
    v.push_back(40); // Добавляем элемент
    cout << *it << endl; // ОШИБКА!
    return 0;
}

**Подсказка:**
Метод `push_back()` может вызвать **перераспределение памяти** в `vector`, если не хватает места. При этом **все итераторы, указатели и ссылки на элементы становятся недействительными**. Это частая ошибка новичков!

---

## ✅ Итоговая таблица: Что вы освоили?

| Номер | Навык |
|-------|------|
| 1–3 | Базовый обход контейнеров |
| 4–6 | Изменение и вставка элементов |
| 7–9 | Поиск, подсчёт, замена |
| 10–11 | Работа с map и удаление дубликатов |
| 12 | Копирование между контейнерами |
| 13 | Фильтрация данных |
| 14 | Константные итераторы |
| 15 | `advance()`, `distance()` |
| 16 | Структурированное присваивание (C++17) |
| 17 | Удаление из list |
| 18 | `transform()` и лямбды |
| 19 | Работа с пользовательскими типами |
| 20 | Понимание инвалидации итераторов |

---

## 💡 Советы:
1. **Никогда не предполагайте, что итератор останется валидным** после изменения контейнера (особенно `vector`, `string`).
2. Всегда проверяйте, не вышел ли итератор за `end()`.
3. Используйте `cbegin()`/`cend()` для чтения — это безопаснее.
4. Алгоритмы STL (`find`, `count`, `transform`, `remove_if`) работают с итераторами — научитесь ими пользоваться!
5. При удалении в цикле — **всегда присваивайте результат `erase()`** обратно итератору.

---