C++设计模式——Iterator模式

关于迭代器模式

迭代器模式属于行为型模式的一种，用于顺序访问集合对象的元素，不需要知道集合对象的底层表示。

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

主要解决的问题：不同的方式来遍历整个整合对象。

何时使用：遍历一个聚合对象。

如何解决：把在元素之间游走的责任交给迭代器，而不是聚合对象。

应用实例：STL中的各种迭代器就是最典型的应用，具体可以参考另一篇关于STL迭代器的博文http://blog.csdn.net/s_lisheng/article/details/76422507。

优点：

1. 它支持以不同的方式遍历一个聚合对象。

2. 迭代器简化了聚合类。

3. 在同一个聚合上可以有多个遍历。

4. 在迭代器模式中，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无需修改原有代码。

缺点：

由于迭代器模式将存贮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，在一定程度上增加了系统的复杂性。

使用场景：

1. 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。

2. 需要为聚合对象提供多种遍历方式。

3. 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口

注意事项：

迭代器模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。

代码实现

以下代码实现了用迭代器对聚合类进行遍历访问。

// IteratorPattern.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
#include "stdafx.h"
#include<numeric>
#include<algorithm>
#include<iostream>

typedef int Object;

class Iterator;
class ConcreteIterator;
//聚合抽象类
class Aggregate
{
public:
virtual ~Aggregate(){}
virtual Object GetItem(int idx) = 0;
virtual int GetSize() = 0;
protected:
Aggregate(){}
};

//聚合具体类，在具体应用中可以是数组、链表、集合、队列等等。
class ConcreteAggregate:public Aggregate
{ public:
enum {SIZE = 3};
ConcreteAggregate(){
std::iota(std::begin(_objs),std::end(_objs),1);
}
~ConcreteAggregate(){}
Object GetItem(int idx){
if(idx<this->GetSize())
{
return _objs[idx];
}else{
return -1;
}
}
int GetSize(){
return SIZE;
}

private:
Object _objs[SIZE];
};

//迭代器抽象类
class Iterator
{
public:
virtual ~Iterator(){}
virtual void First() = 0;
virtual void Next() = 0;
virtual bool IsDone() = 0;
virtual Object CurrentItem() = 0;
protected:
Iterator(){}
};

//迭代器具体类，关联到具体聚合类的迭代器，不同的聚合类有不同的迭代器类实现
class ConcreteIterator:public Iterator
{
public:
ConcreteIterator(Aggregate* ag , int idx = 0):_ag(ag),_idx(idx){}
~ConcreteIterator(){}
void First(){
_idx=0;
}
void Next(){
++_idx;
}
bool IsDone(){
return _idx==_ag->GetSize();
}
Object CurrentItem(){
return _ag->GetItem(_idx);
}

private:
Aggregate* _ag;
int _idx;
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
using namespace std;
Aggregate* ag=new ConcreteAggregate();//聚合类
Iterator* it=new ConcreteIterator(ag);  //建立聚合类对应得迭代器
for(;!it->IsDone();it->Next())
{
cout<<it->CurrentItem()<<endl;
}

return 0;
}

另外可参考STL——迭代器那篇博文的实现代码，其实就是迭代器模式的应用。链接如下：http://blog.csdn.net/s_lisheng/article/details/76422507