常見設計模式的解析和實現(C++)之十八-Iterator模式
阿新 • • 發佈：2018-12-27
作用:
提供一種方法順序訪問一個聚合物件中各個元素,,而又不需暴露該物件的內部表示.
UML結構圖:
解析:
Iterator幾乎是大部分人在初學C++的時候就無意之中接觸到的第一種設計模式,因為在STL之中,所有的容器類都有與之相關的迭代器.以前初學STL的時候,時常在看到講述迭代器作用的時候是這麼說的:提供一種方式,使得演算法和容器可以獨立的變化,而且在訪問容器物件的時候不必暴露容器的內部細節,具體是怎麼做到這一點的呢?在STL的實現中,所有的迭代器(Iterator)都必須遵照一套規範,這套規範裡面定義了幾種型別的名稱,比如物件的名稱,指向物件的指標的名稱,指向物件的引用的名稱....等等,當新生成一個容器的時候與之對應的Iterator都要遵守這個規範裡面所定義的名稱,這樣在外部看來雖然裡面的實現細節不一樣,但是作用(也就是對外的表象)都是一樣的,通過某個名稱可以得到容器包含的物件,通過某個名稱可以得到容器包含的物件的指標等等的.而且,採用這個模式把訪問容器的重任都交給了具體的iterator類中.於是,在使用Iterator來訪問容器物件的演算法不需要知道需要處理的是什麼容器,只需要遵守事先約定好的Iterator的規範就可以了;而對於各個容器類而言,不管內部的事先如何,是樹還是連結串列還是陣列,只需要對外的介面也遵守Iterator的標準,這樣演算法(Iterator的使用者)和容器(Iterator的提供者)就能很好的進行合作,而且不必關心對方是如何事先的,簡而言之,Iterator就是演算法和容器之間的一座橋樑.
在下面的實現中,抽象基類Iterator可以看做是前面提到的Iterator的規範,它提供了所有Iterator需要遵守的規範也就是對外的介面,而它的派生類ConcreateIterator則是ConcreateAggregate容器的迭代器,它遵照這個規範對容器進行迭代和訪問操作.
實現:
1)Iterator.h
/**//********************************************************************
created: 2006/08/04
filename: Iterator.h
author: 李創
http://www.cppblog.com/converse/
purpose: Iterator模式的演示程式碼
*********************************************************************/
#ifndef ITERATOR_H
typedef int DATA;
class Iterater;
// 容器的抽象基類
class Aggregate
{
public:
virtual~Aggregate(){}
virtual Iterater* CreateIterater(Aggregate *pAggregate) =0;
virtualint GetSize() =0;
virtual DATA GetItem(int nIndex) =0;
};
// 迭代器的抽象基類
class Iterater
{
public:
virtual~Iterater(){}
virtual
virtualvoid Next() =0;
virtualbool IsDone() =0;
virtual DATA CurrentItem() =0;
private:
};
// 一個具體的容器類,這裡是用陣列表示
class ConcreateAggregate
: public Aggregate
{
public:
ConcreateAggregate(int nSize);
virtual~ConcreateAggregate();
virtual Iterater* CreateIterater(Aggregate *pAggregate);
virtualint GetSize();
virtual DATA GetItem(int nIndex);
private:
int m_nSize;
DATA *m_pData;
};
// 訪問ConcreateAggregate容器類的迭代器類
class ConcreateIterater
: public Iterater
{
public:
ConcreateIterater(Aggregate* pAggregate);
virtual~ConcreateIterater(){}
virtualvoid First();
virtualvoid Next();
virtualbool IsDone();
virtual DATA CurrentItem();
private:
Aggregate *m_pConcreateAggregate;
int m_nIndex;
};
#endif
2)Iterator.cpp
/**//********************************************************************
created: 2006/08/04
filename: Iterator.cpp
author: 李創
http://www.cppblog.com/converse/
purpose: Iterator模式的演示程式碼
*********************************************************************/
#include <iostream>
#include "Iterator.h"
ConcreateAggregate::ConcreateAggregate(int nSize)
: m_nSize(nSize)
, m_pData(NULL)
{
m_pData =new DATA[m_nSize];
for (int i =0; i < nSize; ++i)
{
m_pData[i] = i;
}
}
ConcreateAggregate::~ConcreateAggregate()
{
delete [] m_pData;
m_pData = NULL;
}
Iterater* ConcreateAggregate::CreateIterater(Aggregate *pAggregate)
{
returnnew ConcreateIterater(this);
}
int ConcreateAggregate::GetSize()
{
return m_nSize;
}
DATA ConcreateAggregate::GetItem(int nIndex)
{
if (nIndex < m_nSize)
{
return m_pData[nIndex];
}
else
{
return-1;
}
}
ConcreateIterater::ConcreateIterater(Aggregate* pAggregate)
: m_pConcreateAggregate(pAggregate)
, m_nIndex(0)
{
}
void ConcreateIterater::First()
{
m_nIndex =0;
}
void ConcreateIterater::Next()
{
if (m_nIndex < m_pConcreateAggregate->GetSize())
{
++m_nIndex;
}
}
bool ConcreateIterater::IsDone()
{
return m_nIndex == m_pConcreateAggregate->GetSize();
}
DATA ConcreateIterater::CurrentItem()
{
return m_pConcreateAggregate->GetItem(m_nIndex);
}
3_Main.cpp
/**//********************************************************************
created: 2006/08/08
filename: Main.cpp
author: 李創
http://www.cppblog.com/converse/
提供一種方法順序訪問一個聚合物件中各個元素,,而又不需暴露該物件的內部表示.
UML結構圖:
解析:
Iterator幾乎是大部分人在初學C++的時候就無意之中接觸到的第一種設計模式,因為在STL之中,所有的容器類都有與之相關的迭代器.以前初學STL的時候,時常在看到講述迭代器作用的時候是這麼說的:提供一種方式,使得演算法和容器可以獨立的變化,而且在訪問容器物件的時候不必暴露容器的內部細節,具體是怎麼做到這一點的呢?在STL的實現中,所有的迭代器(Iterator)都必須遵照一套規範,這套規範裡面定義了幾種型別的名稱,比如物件的名稱,指向物件的指標的名稱,指向物件的引用的名稱....等等,當新生成一個容器的時候與之對應的Iterator都要遵守這個規範裡面所定義的名稱,這樣在外部看來雖然裡面的實現細節不一樣,但是作用(也就是對外的表象)都是一樣的,通過某個名稱可以得到容器包含的物件,通過某個名稱可以得到容器包含的物件的指標等等的.而且,採用這個模式把訪問容器的重任都交給了具體的iterator類中.於是,在使用Iterator來訪問容器物件的演算法不需要知道需要處理的是什麼容器,只需要遵守事先約定好的Iterator的規範就可以了;而對於各個容器類而言,不管內部的事先如何,是樹還是連結串列還是陣列,只需要對外的介面也遵守Iterator的標準,這樣演算法(Iterator的使用者)和容器(Iterator的提供者)就能很好的進行合作,而且不必關心對方是如何事先的,簡而言之,Iterator就是演算法和容器之間的一座橋樑.
在下面的實現中,抽象基類Iterator可以看做是前面提到的Iterator的規範,它提供了所有Iterator需要遵守的規範也就是對外的介面,而它的派生類ConcreateIterator則是ConcreateAggregate容器的迭代器,它遵照這個規範對容器進行迭代和訪問操作.
實現:
1)Iterator.h
/**//******************************************************************** created: 2006/08/04 filename: Iterator.h author: 李創 http://www.cppblog.com/converse/ purpose: Iterator模式的演示程式碼*********************************************************************/#ifndef ITERATOR_Htypedef int DATA;class Iterater;// 容器的抽象基類class Aggregate{public: virtual~Aggregate(){} virtual Iterater* CreateIterater(Aggregate *pAggregate) =0; virtualint GetSize() =0; virtual DATA GetItem(int nIndex) =0;};// 迭代器的抽象基類class Iterater{public: virtual~Iterater(){} virtual virtualvoid Next() =0; virtualbool IsDone() =0; virtual DATA CurrentItem() =0;private:};// 一個具體的容器類,這裡是用陣列表示class ConcreateAggregate : public Aggregate{public: ConcreateAggregate(int nSize); virtual~ConcreateAggregate(); virtual Iterater* CreateIterater(Aggregate *pAggregate); virtualint GetSize(); virtual DATA GetItem(int nIndex);private: int m_nSize; DATA *m_pData;};// 訪問ConcreateAggregate容器類的迭代器類class ConcreateIterater : public Iterater{public: ConcreateIterater(Aggregate* pAggregate); virtual~ConcreateIterater(){} virtualvoid First(); virtualvoid Next(); virtualbool IsDone(); virtual DATA CurrentItem();private: Aggregate *m_pConcreateAggregate; int m_nIndex;};#endif2)Iterator.cpp
/**//******************************************************************** created: 2006/08/04 filename: Iterator.cpp author: 李創 http://www.cppblog.com/converse/ purpose: Iterator模式的演示程式碼*********************************************************************/#include <iostream>#include "Iterator.h"ConcreateAggregate::ConcreateAggregate(int nSize) : m_nSize(nSize) , m_pData(NULL){ m_pData =new DATA[m_nSize]; for (int i =0; i < nSize; ++i) { m_pData[i] = i; }}ConcreateAggregate::~ConcreateAggregate(){ delete [] m_pData; m_pData = NULL;}Iterater* ConcreateAggregate::CreateIterater(Aggregate *pAggregate){ returnnew ConcreateIterater(this);}int ConcreateAggregate::GetSize(){ return m_nSize;}DATA ConcreateAggregate::GetItem(int nIndex){ if (nIndex < m_nSize) { return m_pData[nIndex]; } else { return-1; }}ConcreateIterater::ConcreateIterater(Aggregate* pAggregate) : m_pConcreateAggregate(pAggregate) , m_nIndex(0){}void ConcreateIterater::First(){ m_nIndex =0;}void ConcreateIterater::Next(){ if (m_nIndex < m_pConcreateAggregate->GetSize()) { ++m_nIndex; }}bool ConcreateIterater::IsDone(){ return m_nIndex == m_pConcreateAggregate->GetSize();}DATA ConcreateIterater::CurrentItem(){ return m_pConcreateAggregate->GetItem(m_nIndex);}3_Main.cpp
/**//******************************************************************** created: 2006/08/08 filename: Main.cpp author: 李創 http://www.cppblog.com/converse/