C++设计模式 | Iterator迭代器模式详解

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迭代器模式



迭代器模式的概述

在现在的电视机中,我们使用[后一个]和[前一个]按钮可以很方便的换台,当按下[后一个]按钮时,将切换到下一个预置的频道。想象一下在陌生的城市中的旅店中看电视。当改变频道时,重要的不是几频道,而是节目内容。如果对一个频道的节目不感兴趣,那么可以换下一个频道,而不需要知道它是几频道。



迭代器模式的精髓

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。



迭代器模式的类图

在这里插入图片描述



迭代器模式的优缺点


优点:

  • 它支持以不同的方式遍历一个聚合对象。
  • 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
  • 在同一个聚合对象里可以有多个遍历。


缺点:


由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离,增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类,类的个数成对增加,这在一定程度上增加了系统的复杂性。



迭代器模式的实现要点
  • 迭代抽象:访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
  • 迭代多态:为遍历不同的集合结构提供一个统一的接口,从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作。
  • 迭代器的健壮性考虑:遍历的同时更改迭代器所在的集合结构,会导致问题。


迭代器模式的适用性
  • 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
  • 支持对聚合对象的多种遍历。
  • 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口(即, 支持多态迭代)。


迭代器模式的角色组成

  • 迭代器角色(Iterator)

    :迭代器角色负责定义访问和遍历元素的接口。

  • 具体迭代器角色(Concrete Iterator)

    :具体迭代器角色要实现迭代器接口,并要记录遍历中的当前位置。

  • 集合角色(Aggregate)

    :集合角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。

  • 具体集合角色(Concrete Aggregate)

    :具体集合角色实现创建具体迭代器角色的接口——这个具体迭代器角色于该集合的结构相关。


迭代器模式的实例
 	#include <iostream>
    #include <vector>
    using namespace std;
     
    template<class Item>
    class Iterator
    {
    public:
        virtual void first()=0;
        virtual void next()=0;
        virtual Item* currentItem()=0;
        virtual bool isDone()=0;
        virtual ~Iterator(){}
    };
     
    template<class Item>
    class ConcreteAggregate;
     
    template<class Item>
    class ConcreteIterator : public Iterator <Item>
    {
        ConcreteAggregate<Item> * aggr;
        int cur;
    public:
        ConcreteIterator(ConcreteAggregate<Item>*a):aggr(a),cur(0){}
        virtual void first()
        {
            cur=0;
        }
        virtual void next()
        {
            if(cur<aggr->getLen())
                cur++;
        }
        virtual Item* currentItem()
        {
            if(cur<aggr->getLen())
                return &(*aggr)[cur];
            else
                return NULL;
        }
        virtual bool isDone()
        {
            return (cur>=aggr->getLen());
        }
    };
     
    template<class Item>
    class Aggregate
    {
    public:
        virtual Iterator<Item>* createIterator()=0;
        virtual ~Aggregate(){}
    };
     
    template<class Item>
    class ConcreteAggregate:public Aggregate<Item>
    {
        vector<Item >data;
    public:
        ConcreteAggregate()
        {
            data.push_back(1);
            data.push_back(2);
            data.push_back(3);
        }
        virtual Iterator<Item>* createIterator()
        {
            return new ConcreteIterator<Item>(this);
        }
        Item& operator[](int index)
        {
            return data[index];
        }
        int getLen()
        {
            return data.size();
        }
    };
     
    int main()
    {
        Aggregate<int> * aggr =new ConcreteAggregate<int>();
        Iterator<int> *it=aggr->createIterator();
     
        for(it->first();!it->isDone();it->next())
        {
            cout<<*(it->currentItem())<<endl;
        }
        delete it;
        delete aggr;
        return 0;
    }

参考原文:

https://blog.csdn.net/lcl_data/article/details/9310313