迭代器模式 - 技术栈

一、迭代器模式是什么？

迭代器模式是一种行为型的软件设计模式，提供一种方法能顺序访问聚合对象中的各个元素，而又不暴露其内部。

我们使用的聚合对象各种各样，比如vector、list、tree、map等等，既然是聚合，那就有访问其个体的需要。而遍历访问这个行为可能有深度优先、广度优先、顺序遍历、逆序遍历等等，迭代器的意义就是将这个行为抽离封装起来，这样客户端只需要调用合适的迭代器，来进行对应的遍历，而不用自己去实现这一行为。

二、举例

#include <iostream>
#include <vector>
 
// 迭代器接口：用于定义获取 开始对象、下一个对象、判断是否到结尾、当前对象 等抽象方法，统一接口
class Iterator {
public:
    virtual ~Iterator() {}
    virtual void First() = 0;
    virtual void Next() = 0;
    virtual bool IsDone() const = 0;
    virtual int CurrentItem() const = 0;
};
 
// 容器接口
class Container {
public:
    virtual ~Container() {}
    virtual Iterator* CreateIterator() = 0;
};
 
// 具体容器实现
class ConcreteContainer : public Container {
private:
    std::vector<int> items;
public:
    ConcreteContainer(const std::vector<int>& items) : items(items) {}
    Iterator* CreateIterator() override {
        return new ConcreteIterator(this);
    }
    int GetItem(int index) const {
        return items[index];
    }
    int GetSize() const {
        return items.size();
    }
};
 
// 具体迭代器实现：实现 开始、下一个、是否结尾、当前对象 等具体方法
class ConcreteIterator : public Iterator {
private:
    ConcreteContainer* container;
    int index;
public:
    ConcreteIterator(ConcreteContainer* container) : container(container), index(0) {}
    void First() override {
        index = 0;
    }
    void Next() override {
        if (index < container->GetSize()) {
            ++index;
        }
    }
    bool IsDone() const override {
        return index >= container->GetSize();
    }
    int CurrentItem() const override {
        return container->GetItem(index);
    }
};
 
int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    ConcreteContainer* container = new ConcreteContainer(numbers);
    Iterator* iterator = container->CreateIterator();
 
    for (iterator->First(); !iterator->IsDone(); iterator->Next()) {
        std::cout << iterator->CurrentItem() << " ";
    }
 
    std::cout << std::endl;
    delete iterator;
    delete container;
    return 0;
}

这段代码定义了迭代器和容器的接口，并实现了两个具体的类来遵循这些接口。ConcreteContainer类包含了一个数据结构（在这个例子中是一个std::vector），而ConcreteIterator类用于遍历ConcreteContainer中的元素。在main函数中，我们创建了一个ConcreteContainer实例和它的迭代器，然后使用迭代器来遍历并打印容器中的元素。

迭代器模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可以让外部代码透明的访问集合内部的数据。由于迭代器模式在访问数组、集合、列表等数据时，尤其是数据库数据操作时，此模式时非常的普遍。