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Iterator

Iterator en C++

Iterator es un patrón de diseño de comportamiento que permite el recorrido secuencial por una estructura de datos compleja sin exponer sus detalles internos.

Gracias al patrón Iterator, los clientes pueden recorrer elementos de colecciones diferentes de un modo similar, utilizando una única interfaz iteradora.

Uso del patrón en C++

Complejidad:

Popularidad:

Ejemplos de uso: El patrón es muy común en el código C++. Muchos frameworks y bibliotecas lo utilizan para proporcionar una forma estandarizada de recorrer sus colecciones.

Identificación: El patrón Iterator es fácil de reconocer por sus métodos de navegación (como next, previous y otros). El código cliente que utiliza iteradores puede no tener acceso directo a la colección recorrida.

Ejemplo conceptual

Este ejemplo ilustra la estructura del patrón de diseño Iterator. Se centra en responder las siguientes preguntas:

  • ¿De qué clases se compone?
  • ¿Qué papeles juegan esas clases?
  • ¿De qué forma se relacionan los elementos del patrón?

main.cc: Ejemplo conceptual

/**
 * Iterator Design Pattern
 *
 * Intent: Lets you traverse elements of a collection without exposing its
 * underlying representation (list, stack, tree, etc.).
 */

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

/**
 * C++ has its own implementation of iterator that works with a different
 * generics containers defined by the standard library.
 */

template <typename T, typename U>
class Iterator {
 public:
  typedef typename std::vector<T>::iterator iter_type;
  Iterator(U *p_data, bool reverse = false) : m_p_data_(p_data) {
    m_it_ = m_p_data_->m_data_.begin();
  }

  void First() {
    m_it_ = m_p_data_->m_data_.begin();
  }

  void Next() {
    m_it_++;
  }

  bool IsDone() {
    return (m_it_ == m_p_data_->m_data_.end());
  }

  iter_type Current() {
    return m_it_;
  }

 private:
  U *m_p_data_;
  iter_type m_it_;
};

/**
 * Generic Collections/Containers provides one or several methods for retrieving
 * fresh iterator instances, compatible with the collection class.
 */

template <class T>
class Container {
  friend class Iterator<T, Container>;

 public:
  void Add(T a) {
    m_data_.push_back(a);
  }

  Iterator<T, Container> *CreateIterator() {
    return new Iterator<T, Container>(this);
  }

 private:
  std::vector<T> m_data_;
};

class Data {
 public:
  Data(int a = 0) : m_data_(a) {}

  void set_data(int a) {
    m_data_ = a;
  }

  int data() {
    return m_data_;
  }

 private:
  int m_data_;
};

/**
 * The client code may or may not know about the Concrete Iterator or Collection
 * classes, for this implementation the container is generic so you can used
 * with an int or with a custom class.
 */
void ClientCode() {
  std::cout << "________________Iterator with int______________________________________" << std::endl;
  Container<int> cont;

  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    cont.Add(i);
  }

  Iterator<int, Container<int>> *it = cont.CreateIterator();
  for (it->First(); !it->IsDone(); it->Next()) {
    std::cout << *it->Current() << std::endl;
  }

  Container<Data> cont2;
  Data a(100), b(1000), c(10000);
  cont2.Add(a);
  cont2.Add(b);
  cont2.Add(c);

  std::cout << "________________Iterator with custom Class______________________________" << std::endl;
  Iterator<Data, Container<Data>> *it2 = cont2.CreateIterator();
  for (it2->First(); !it2->IsDone(); it2->Next()) {
    std::cout << it2->Current()->data() << std::endl;
  }
  delete it;
  delete it2;
}

int main() {
  ClientCode();
  return 0;
}

Output.txt: Resultado de la ejecución

________________Iterator with int______________________________________
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
________________Iterator with custom Class______________________________
100
1000
10000

Iterator en otros lenguajes

Patrones de diseño: Iterator en Java Patrones de diseño: Iterator en C# Patrones de diseño: Iterator en PHP Patrones de diseño: Iterator en Python Patrones de diseño: Iterator en Ruby Patrones de diseño: Iterator en Swift Patrones de diseño: Iterator en TypeScript