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迭代器模式(Iterator Pattern)

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。

这个其实就是我们迭代器模式的精髓: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。

类图和实例:

Iterator-Pattern

迭代器模式由以下角色组成:

1.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。
2.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。
3.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。
4.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。

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#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;
}

实现要点:

1.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。

2.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。

3.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。

适用性:

1.访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。

2.支持对聚合对象的多种遍历。

3.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)。

其他:

1.在C++下可以参看 STL iterators 的实现。

2.在.NET下实现Iterator模式,对于聚集接口和迭代器接口已经存在了,其中IEnumerator扮演的就是迭代器的角色,而IEnumerable则扮演的就是抽象聚集的角色,她只有一个GetEnumerator()方法,如果集合对象需要具备跌代遍历的功能,就必须实现该接口。

3.在Java下可以参看集合类型迭代器(java.util.Iterator,java.util.Enumeration)。