Linux C++ 056-设计模式之迭代器模式

Linux C++ 056-设计模式之迭代器模式

本节关键字：Linux、C++、设计模式、迭代器模式
相关库函数：

概念

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种常用的设计模式。迭代器模式提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其内部的表示。迭代器模式属于行为型模式。

优缺点

优点

支持多种遍历方式：不同的迭代器可以定义不同的遍历方式。
简化聚合类：聚合类不需要关心遍历逻辑。
多遍历支持：可以同时对同一个聚合对象进行多次遍历。
扩展性：增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无需修改现有代码。

缺点

系统复杂性：每增加一个聚合类，就需要增加一个对应的迭代器类，增加了类的数量。

使用场景

1、当需要遍历一个聚合对象，而又不希望暴露其内部结构时。

2、当需要访问聚合对象内容而不暴露其内部表示时，使用迭代器模式。

3、当需要为聚合对象提供多种遍历方式时，考虑使用迭代器模式。

4、为遍历不同的聚集结构提供如开始、下一个、是否结束、当前哪一项等统一的接口。

角色说明

迭代器模式包含以下几个主要角色：

迭代器接口（Iterator）：定义了访问和遍历聚合对象中各个元素的方法，通常包括获取下一个元素、判断是否还有元素、获取当前位置等方法。

具体迭代器（Concrete Iterator）：实现了迭代器接口，负责对聚合对象进行遍历和访问，同时记录遍历的当前位置。

聚合对象接口（Aggregate）：定义了创建迭代器对象的接口，通常包括一个工厂方法用于创建迭代器对象。

具体聚合对象（Concrete Aggregate）：实现了聚合对象接口，负责创建具体的迭代器对象，并提供需要遍历的数据。

示例代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stdexcept>

// 迭代器接口
class Iterator 
{
public:
    virtual int next() = 0;
    virtual bool hasNext() = 0;
};

// 具体迭代器
class ConcreteIterator : public Iterator 
{
private:
    std::vector<int> data;
    size_t position;

public:
    ConcreteIterator(const std::vector<int>& data) : data(data), position(0) {}

    int next() override {
        if (hasNext()) {
            return data[position++];
        } else {
            throw std::out_of_range("No more elements");
        }
    }

    bool hasNext() override {
        return position < data.size();
    }
};

// 聚合接口
class Aggregate 
{
public:
    virtual Iterator* createIterator() = 0;
};

// 具体聚合
class ConcreteAggregate : public Aggregate 
{
private:
    std::vector<int> data;

public:
    ConcreteAggregate(const std::vector<int>& data) : data(data) {}

    Iterator* createIterator() override {
        return new ConcreteIterator(data);
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    std::vector<int> data = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 使用迭代器遍历聚合对象
    Aggregate* aggregate = new ConcreteAggregate(data);
    Iterator* iterator = aggregate->createIterator();

    while (iterator->hasNext()) {
        std::cout << iterator->next() << " ";
    }
    std::cout << "\n";

    delete iterator;
    delete aggregate;

    return 0;
}