【设计模式】之迭代器模式
定义
迭代器模式(Iterator pattern):用于顺序访问集合对象里的每一个元素,不用暴露集合是怎样存储元素的。
古雷港ssl适用于网站、小程序/APP、API接口等需要进行数据传输应用场景,ssl证书未来市场广阔!成为成都创新互联公司的ssl证书销售渠道,可以享受市场价格4-6折优惠!如果有意向欢迎电话联系或者加微信:18982081108(备注:SSL证书合作)期待与您的合作!
举例
某个班级有若干个学生,现在需要统计这些学生的平均分数。假设所有学生的分数是用数组存储的:
int totalScore(int *array, int n)
{
int sum = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) // 遍历数组
{
sum += array[i];
}
return sum;
}
但是,如果是用链表存储呢?就要重新写一套逻辑来遍历链表。那有没有一种方法,无论分数是如何存储的,都可以有统一的方式进行遍历呢?
答案是将“存储”与“遍历”解耦,先创建抽象的Collection
和Iterator
两个接口,再分别派生出具体的聚合对象和迭代器。遍历时,由迭代器来负责遍历,而不是由聚合对象负责遍历。
UML类图:
代码:
抽象聚合类:
template
class AbstractCollection
{
public:
virtual ~AbstractCollection() = default;
};
具体聚合类(数组、单向链表):
template
class Array : public AbstractCollection
{
friend class ArrayIterator;
T *start;
int n;
public:
Array(T *start, int n) : start(start), n(n) { }
ArrayIterator getIterator()
{
return ArrayIterator(*this);
}
T &operator[](int i)
{
return start[i];
}
};
template
class LinkedList : public AbstractCollection
{
friend class ListNodeIterator;
/*
本例中单向链表的首节点之前有哨兵节点(sentinel),尾结点的后一个节点为nullptr
*/
struct ListNode
{
T data;
ListNode *next;
};
ListNode *sentinel;
public:
LinkedList(ListNode *sentinel) : sentinel(sentinel) { }
ListNodeIterator getIterator()
{
return ListNodeIterator(*this);
}
};
抽象迭代器类:
template
class AbstractIterator
{
public:
virtual ~AbstractIterator() = default;
virtual bool hasNext() = 0;
virtual T &next() = 0;
};
具体迭代器类:
template
class ArrayIterator : public AbstractIterator
{
Array &array;
int i;
public:
ArrayIterator(Array &array) : array(array), i(-1) { }
bool hasNext() override
{
return i + 1 < array.n;
}
T &next() override
{
++i;
return array[i];
}
};
template
class LinkedListIterator : public AbstractIterator
{
LinkedList &list;
LinkedList::ListNode *current;
public:
LinkedListIterator(LinkedList &list) : list(list), current(list.sentinel) { }
bool hasNext() override
{
return current->next != nullptr;
}
T &next() override
{
current = current->next;
return current->data;
}
};
客户端:
class Client
{
public:
void testArray()
{
Array array( /* 初始化部分省略 */ );
int sum = 0;
for (auto iterator = array.getIterator(); iterator.hasNext(); )
{
sum += iterator.next();
}
cout << sum << endl;
}
void testLinkedList()
{
LinkedList list( /* 初始化部分省略 */ );
int sum = 0;
for (auto iterator = list.getIterator(); iterator.hasNext(); )
{
sum += iterator.next();
}
cout << sum << endl;
}
};
可以看到,遍历部分的代码是完全一样的。这正是因为我们给不同的遍历方式提供了统一的接口。
组成部分
抽象聚合类(Abstract Collection):存储数据的抽象类,持有迭代器对象。
具体聚合类(Concrete Collection):具体实现数据的存储。
抽象迭代器类(Abstract Iterator):定义判断是否有下一个元素和返回下一个元素的抽象接口。
具体迭代器类(Concrete Iterator):具体实现对某种聚合对象的遍历。
优缺点
优点
-
支持以不同的方式遍历一个聚合对象。如二叉树就可以有前序遍历、中序遍历、后序遍历、层序遍历等多种遍历方式。
-
迭代器简化了聚合类。聚合类内部就不需要再去实现遍历方法了。
-
由于引入了抽象层,增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码,符合开闭原则。
缺点
- 增加一种聚合类就要至少增加一种迭代器类,增加了系统的复杂性。
使用场景
-
在不暴露聚合对象的底层表示的前提下遍历聚合对象。
-
需要为聚合对象提供多种遍历方式。
-
为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。
网站题目:【设计模式】之迭代器模式
当前地址:http://scyanting.com/article/dscgiec.html