【转】设计模式学习笔记(16)-迭代器

迭代器(Iterator)模式是一个很小的模式，但却十分常用。迭代器模式在组合数据类型中用得比较多，如链表、数组、图等等。在这些数据结构中，由于各自的结构差距巨大，导致遍历等操作大相径庭。数组的遍历十分简单，一个循环就能搞定；而图的便利则比较复杂，有DFS，BFS等算法。而我们有的程序则根本不想知道是怎么遍历，如统计元素的个数等操作。怎么办？

我们很容易想到，如果将遍历操作抽象出来，放在单独的一个类中，不同的数据结构需要实现此类，然后我们只要调用公共接口操作就行了。这个接口就是迭代器。

迭代器模式的类图如下：

Iterator是这个类图的核心，定义了访问和遍历元素的接口。ConcreteIterator是ConcreteAggregate产生的迭代器类，他继承于Iterator接口。ConcreteAggregate是具体的聚合类，如数组、链表等。

下面我们来写一个简单的Iterator：
这是定义Iterator接口

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template<typename T> class Iterator { public:     virtual void First() = 0;     virtual void Next() = 0;     virtual bool IsDone() = 0;     virtual T   CurrentItem() = 0; };

定义一个Iterator的实现类，它是由List类生成的

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class List; template<typename T> class ListIterator : public Iterator<T> { private:     int count;     List* _list; public:     ListIterator<T>(List* list) : _list(list),count(0) {}     void First(){         count = 0;     }     void Next(){         count++;     }     bool IsDone(){         return count >= 10;     }     T  CurrentItem(){         return _list->_a[count];     } };

这个List写得很简单了，只有一个10个元素数组，然后初始化的时候填入0~9。其中CreateIterator返回一个可用的迭代器。

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class List { private:     int _a[10]; public:     friend class ListIterator<int>;     List(){         for(int i = 0; i < 10; i++)             _a[i] = i;     }     Iterator<int>* CreateIterator(){         return new ListIterator<int>(this);     } };

最后我们在主方法里写道：

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List list; Iterator<int>* itr = list.CreateIterator(); cout << itr->CurrentItem() << endl; itr->Next(); cout << itr->CurrentItem() << endl;

最终输出

1 2

0 1

这正是我们想要的结果。

从上例可以看出，从对外接口来看，我们拥有迭代器就能够完全掌握对List的操作，而不用知道List里面到底是怎样组合数据的，是使用数组还是链表我们不用关心，这样就将实现与表示分离了，减少了耦合度。
当然迭代器的功能还可以更强大，如提供向前移动、删除元素、增加元素等，可根据实际情况自行决定。

最后来看看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)

迭代器模式在面向对象系统中十分普遍，如Java Collection包中几乎所有的集合类都实现了Iterator接口，这样就将内部实现完全隐藏起来，降低了耦合度。