设计模式 - Iterator 模式（迭代器模式）

作用：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。

 

UML结构图：

 

 

解析: 

 

Iterator几乎是大部分人在初学C++的时候就无意之中接触到的第一种设计模式,因为在STL之中,所有的容器类都有与之相关的迭代器.以前初学STL的时候,时常在看到讲述迭代器作用的时候是这么说的:提供一种方式,使得算法和容器可以独立的变化,而且在访问容器对象的时候不必暴露容器的内部细节,具体是怎么做到这一点的呢?在STL的实现中,所有的迭代器(Iterator)都必须遵照一套规范,这套规范里面定义了几种类型的名称,比如对象的名称,指向对象的指针的名称,指向对象的引用的名称....等等,当新生成一个容器的时候与之对应的Iterator都要遵守这个规范里面所定义的名称,这样在外部看来虽然里面的实现细节不一样,但是作用(也就是对外的表象)都是一样的,通过某个名称可以得到容器包含的对象,通过某个名称可以得到容器包含的对象的指针等等的.而且,采用这个模式把访问容器的重任都交给了具体的iterator类中.于是,在使用Iterator来访问容器对象的算法不需要知道需要处理的是什么容器,只需要遵守事先约定好的Iterator的规范就可以了;而对于各个容器类而言,不管内部的事先如何,是树还是链表还是数组,只需要对外的接口也遵守Iterator的标准,这样算法(Iterator的使用者)和容器(Iterator的提供者)就能很好的进行合作,而且不必关心对方是如何事先的,简而言之,Iterator就是算法和容器之间的一座桥梁.在下面的实现中,抽象基类Iterator可以看做是前面提到的Iterator的规范,它提供了所有Iterator需要遵守的规范也就是对外的接口,而它的派生类ConcreateIterator则是ConcreateAggregate容器的迭代器,它遵照这个规范对容器进行迭代和访问操作.

 

代码实现：

 

 1 #ifndef ITERATOR_H
 2 #define ITERATOR_H
 3 
 4 typedef int DATA;
 5 
 6 class Iterater;
 7 
 8 // 容器的抽象基类
 9 class Aggregate
10 {
11 public:
12     virtual ~Aggregate(){}
13 
14     virtual Iterater* CreateIterater(Aggregate *pAggregate) = 0;
15     virtual int GetSize() = 0;
16     virtual DATA GetItem(int nIndex) = 0;
17 };
18 
19 // 迭代器的抽象基类
20 class Iterater
21 {
22 public:
23     virtual ~Iterater(){}
24 
25     virtual void First()        = 0;
26     virtual void Next()            = 0;
27     virtual bool IsDone()        = 0;
28     virtual DATA CurrentItem()    = 0;
29 
30 private:
31 };
32 
33 // 一个具体的容器类,这里是用数组表示
34 class ConcreateAggregate
35     : public Aggregate
36 {
37 public:
38     ConcreateAggregate(int nSize);
39     virtual ~ConcreateAggregate();
40 
41     virtual Iterater* CreateIterater(Aggregate *pAggregate);
42     virtual int GetSize();
43     virtual DATA GetItem(int nIndex);
44 
45 private:
46     int m_nSize;
47     DATA *m_pData;
48 };
49 
50 // 访问ConcreateAggregate容器类的迭代器类
51 class ConcreateIterater
52     : public Iterater
53 {
54 public:
55     ConcreateIterater(Aggregate* pAggregate);
56     virtual ~ConcreateIterater(){}
57 
58     virtual void First();
59     virtual void Next();
60     virtual bool IsDone();
61     virtual DATA CurrentItem();
62 
63 private:
64     Aggregate  *m_pConcreateAggregate;
65     int            m_nIndex;
66 };
67 
68 #endif
69 

 

 1 
 2 #include <iostream>
 3 #include "Iterator.h"
 4 
 5 ConcreateAggregate::ConcreateAggregate(int nSize)
 6     : m_nSize(nSize)
 7     , m_pData(NULL)
 8 {
 9     m_pData = new DATA[m_nSize];
10     
11     for (int i = 0; i < nSize; ++i)
12     {
13         m_pData[i] = i;
14     }
15 }
16 
17 ConcreateAggregate::~ConcreateAggregate()
18 {
19     delete [] m_pData;
20     m_pData = NULL;
21 }
22 
23 Iterater* ConcreateAggregate::CreateIterater(Aggregate *pAggregate)
24 {
25     return new ConcreateIterater(this);
26 }
27 
28 int ConcreateAggregate::GetSize()
29 {
30     return m_nSize;
31 }
32 
33 DATA ConcreateAggregate::GetItem(int nIndex)
34 {
35     if (nIndex < m_nSize)
36     {
37         return m_pData[nIndex];
38     }
39     else
40     {
41         return -1;
42     }
43 }
44 
45 ConcreateIterater::ConcreateIterater(Aggregate* pAggregate)
46     : m_pConcreateAggregate(pAggregate)
47     , m_nIndex(0)
48 {
49 
50 }
51 
52 void ConcreateIterater::First()
53 {
54     m_nIndex = 0;
55 }
56 
57 void ConcreateIterater::Next()
58 {
59     if (m_nIndex < m_pConcreateAggregate->GetSize())
60     {
61         ++m_nIndex;
62     }
63 }
64 
65 bool ConcreateIterater::IsDone()
66 {
67     return m_nIndex == m_pConcreateAggregate->GetSize();
68 }
69 
70 DATA ConcreateIterater::CurrentItem()
71 {
72     return m_pConcreateAggregate->GetItem(m_nIndex);
73 }
74 
75 

 

 

 1 #include "Iterator.h"
 2 #include <iostream>
 3 
 4 int main()
 5 {
 6     Aggregate* pAggregate = new ConcreateAggregate(4);
 7     Iterater*  pIterater  = new ConcreateIterater(pAggregate);
 8 
 9     for (; false == pIterater->IsDone(); pIterater->Next())
10     {
11         std::cout << pIterater->CurrentItem() << std::endl;
12     }
13 
14     return 0;
15 }