C++设计模式-迭代器模式 转载 设计模式 2021年11月18日 18:08 夏至未至 842 当前内容 7012 字，在路上，马上到，马上到 ### 模式介绍 在软件开发中，经常需要使用聚合对象来存储一系列数据。聚合对象拥有两个职责：一是存储数据；二是遍历数据。 其中储数据是聚合对象的基本职责；可以将遍历数据的行为从聚合对象中分离出来，封装在一个被称之为“迭代器”的对象中，由迭代器来提供遍历聚合对象内部数据的行为，这将简化聚合对象的设计。 #### 模式意图 迭代器模式(Iterator Pattern)： 提供一种方法来访问聚合对象，而不用暴露这个对象的内部表示，其别名为游标(Cursor)。迭代器模式是一种对象行为型模式。 #### 解决问题 分离聚合对象的数据存储与数据遍历，将数据遍历功能封装在一个被称之为“迭代器”的对象中 #### 实现概述 模式结构包含聚合和迭代器两个层次的结构。为方便扩展，迭代器模式常常和工厂方法模式结合。迭代器中需要定义类似 hasNext()、currentItem()、next() 三个最基本的方法。待遍历的容器对象通过依赖注入传递到迭代器类中。容器通过 iterator() 方法来创建迭代器。 #### 应用场景 - 访问一个聚合对象而无需暴露它的内部结构，将聚合对象的访问与内部数据的存储分离。 - 需要为一个聚合对象提供多种遍历方法。 - 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口，在该接口的实现类中为不同的聚合结构提供不同的遍历方式，而客户端可以一致性地操作该接口。 ##### 生活中场景 物流系统中的传送带，不管传送的是什么物品，都会被打包成一个个箱子，并且有一个统一的二维码。这样不需要关心箱子里是什么，在分发时只需要一个个检查发送的目的地即可。 电视机，不管是什么电视机，通过遥控器都可以前进、后退选择电视节目 ##### 软件中场景 如 Java和C++11中的迭代器 #### 模式特点 ##### 优点 1. 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。 2. 遍历任务交由迭代器完成，这简化了聚合类。 3. 它支持以不同方式遍历一个聚合，甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历。 4. 增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。 5. 封装性良好，为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。 ##### 缺点 1. 将聚合类中存储对象和管理对象的职责分离，增加新的聚合类时同样需要考虑增加对应的新的迭代器类，类的个数成对增加，不利于系统管理和维护； 2. 设计难度较大，需要充分考虑将来系统的扩展。 ### 模式结构 - Iterator（抽象迭代器）：声明了访问和遍历聚合对象元素的接口，如first()方法用于访问聚合对象中第一个元素，next()方法用于访问下一个元素，hasNext()判断是否还有下一个元素，currentItem()方法用于获取当前元素。 - ConcreteIterator（具体迭代器）：实现抽象迭代器声明的方法，完成对聚合对象的遍历，通常具体迭代器中会专门用一个变量（称为游标）来记录迭代器在聚合对象中所处的位置。游标通常是一个表示位置的非负整数。 - Aggregate（抽象聚合类）：用于存储和管理元素对象，声明一个createIterator()方法用于创建一个迭代器对象，充当抽象迭代器工厂角色。 - ConcreteAggregate（具体聚合类）：实现了方法createIterator()，该方法返回一个与该具体聚合类对应的具体迭代器ConcreteIterator的实例。 ### 示例代码 电视机，不管是什么电视机，通过遥控器都可以前进、后退选择电视节目，并且通过输入具体数值 i (i>=0)选台。这里电视台号从0开始，使用数组存储（可以自己实现动态扩容数组）。0 后退为 Max，MAX 前进为0，若 i > Max ,则选择为Max。 - Iterator（抽象迭代器）：Iterator - ConcreteIterator（具体迭代器）：TVRemote - Aggregate（抽象聚合类）：Aggregate - ConcreteAggregate（具体聚合类）：Television Iterator（抽象迭代器） /// Iterator（抽象迭代器）：Iterator class Iterator { public: virtual ~Iterator() = default; virtual void nextChannel() = 0; // 下一个电视台节目 virtual void preChannel() = 0; // 上一个电视台节目 virtual void chooseChannel(int i) = 0; // 选择具体哪个台 virtual int getChannel() = 0; // 获取当前频道 protected: Iterator() = default; }; Aggregate（抽象聚合类） /// Aggregate（抽象聚合类）：Aggregate class Aggregate { public: virtual ~Aggregate()= default; virtual Iterator* createIterator() = 0; virtual void play(int i) = 0; protected: Aggregate()= default; }; ConcreteAggregate（具体聚合类） /// ConcreteAggregate（具体聚合类）：Television class Television : Aggregate{ public: explicit Television(const std::vector<std::string> &vector) { std::cout << "Television Hello" << std::endl; channelVector = vector; } ~Television() override { std::cout << "Television Bye" << std::endl; } // 实现创建迭代器 Iterator* createIterator() override; void play(int i) override{ std::cout << "现在播放： " << channelVector[i] << std::endl; } int getTotalChannelCount() { // 获取频道总数 return channelVector.size(); } void addChannel(const std::string& channel) { // 补充添加频道 std::cout << "补充添加节目频道： " << channel << std::endl; channelVector.emplace_back(channel); } private: std::vector<std::string> channelVector; // }; // 由于 在一个文件中 所以 此函数 放在 TVRemote 类后 Iterator *Television::createIterator() { // 实现创建迭代器 auto *iter = new TVRemote(); iter->bindTV(this); return iter; } ConcreteIterator（具体迭代器） /// ConcreteIterator（具体迭代器）：TVRemote class TVRemote : public Iterator { public: TVRemote() { tv = nullptr; cursor = -1; totalCount = -1; boundTV = false; std::cout << "TVRemote Hello" << std::endl; } ~TVRemote() override { std::cout << "TVRemote Bye" << std::endl; } void bindTV(Television *television) { // 绑定 遥控器和TV this->tv = television; cursor = 0; boundTV = true; totalCount = tv->getTotalChannelCount(); } // 下一个电视台节目 void nextChannel() override { assert(boundTV); totalCount = tv->getTotalChannelCount(); cursor++; if(cursor > totalCount - 1) { cursor = 0; } std::cout << "TVRemote next channel, current = " << cursor << std::endl; tv->play(cursor); } // 上一个电视台节目 void preChannel() override { assert(boundTV); totalCount = tv->getTotalChannelCount(); cursor--; if(cursor < 0) { cursor = totalCount - 1; } std::cout << "TVRemote pre channel, current = " << cursor << std::endl; tv->play(cursor); } // 选择具体哪个台 void chooseChannel(int i) override { assert(boundTV); totalCount = tv->getTotalChannelCount(); if (i > totalCount - 1) { cursor = totalCount - 1; } else if (i < 0) { cursor = 0; } else { cursor = i; } std::cout << "TVRemote choose channel = " << cursor << std::endl; tv->play(cursor); } int getChannel() override { return cursor; } private: bool boundTV; // 是否绑定TV Television *tv; // 绑定的电视TV int cursor; // 游标 int totalCount; // 最大 频道数目 }; ### 测试 int main() { std::vector<std::string> channelvector = { "综合频道", "财经频道", "综艺频道", "体育频道", "电影频道", "电视剧频道", "纪录频道", "科教频道" , "新闻频道"}; std::string addChannel1 = "社会与法频道", addChannel2 = "少儿频道"; // 创建电视 auto *tv = new Television(channelvector); // 创建遥控器 Iterator *tvRemote = tv->createIterator(); // 注 频道0为 综合频道； 频道1为 财经频道 ；以此类推 // 选择频道 5 std::cout << "选择频道 5" << std::endl; tvRemote->chooseChannel(5); // 遍历电视所有频道 std::cout << "以选择频道 5 为基础 顺序 遍历所有频道 " << std::endl; do { tvRemote->nextChannel(); } while(5!=tvRemote->getChannel()); std::cout << "添加 2 个补充频道" << std::endl; tv->addChannel(addChannel1); tv->addChannel(addChannel2); // 选择频道 6 std::cout << "选择频道 6" << std::endl; tvRemote->chooseChannel(6); // 遍历电视所有频道 std::cout << "以选择频道 6 为基础 逆序 遍历所有频道 " << std::endl; do { tvRemote->nextChannel(); } while(6!=tvRemote->getChannel()); delete tv; delete tvRemote; return 0; } > 原文链接：https://blog.csdn.net/leacock1991/article/details/112299451 本文标题： C++设计模式-迭代器模式 本文作者： 夏至未至 发布时间： 2021年11月18日 18:08 最近更新： 2022年1月10日 13:48 原文链接： 许可协议： 署名-非商业性-禁止演绎 4.0 国际(CC BY-NC-ND 4.0) 请按协议转载并保留原文链接及作者 设计模式(25) 上一个 C++设计模式-中介者模式 下一个 C++设计模式-解释器模式 当前文章评论暂未开放,请移步至留言处留言。
