Итератор на C++
Итератор — это поведенческий паттерн, позволяющий последовательно обходить сложную коллекцию, без раскрытия деталей её реализации.
Благодаря Итератору, клиент может обходить разные коллекции одним и тем же способом, используя единый интерфейс итераторов.
Сложность:
Популярность:
Применимость: Паттерн можно часто встретить в C++ коде, особенно в программах, работающих с разными типами коллекций, и где требуется обход разных сущностей.
Признаки применения паттерна: Итератор легко определить по методам навигации (например, получения следующего/предыдущего элемента и т. д.). Код использующий итератор зачастую вообще не имеет ссылок на коллекцию, с которой работает итератор. Итератор либо принимает коллекцию в параметрах конструктора при создании, либо возвращается самой коллекцией.
Концептуальный пример
Этот пример показывает структуру паттерна Итератор, а именно — из каких классов он состоит, какие роли эти классы выполняют и как они взаимодействуют друг с другом.
main.cc: Пример структуры паттерна
/**
* Паттерн Итератор
*
* Назначение: Даёт возможность последовательно обходить элементы составных
* объектов, не раскрывая их внутреннего представления.
*/
#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_;
};
/**
* Конкретные Коллекции предоставляют один или несколько методов для получения
* новых экземпляров итератора, совместимых с классом коллекции.
*/
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: Результат выполнения
________________Iterator with int______________________________________
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
________________Iterator with custom Class______________________________
100
1000
10000
