C++ 大话设计之《迭代器模式》（优缺点，设计原理，常用场景）

迭代器模式是一种行为型模式

优点：

• 它支持以不同的方式遍历一个聚合对象，而无需暴露它的内部表示。
• 迭代器简化了聚合类。
• 在迭代器模式中，由于引入了抽象层，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无需修改原有代码。

缺点：

• 由于多了一个抽象层，会增加系统的复杂性。
• 对于简单的遍历（如数组），使用迭代器方式遍历较为繁琐。
• 总之，迭代器模式在需要对聚合对象进行遍历时非常有用，它可以让用户通过特定的接口访问容器中的数据，而无需了解容器内部实现细节。

满足的设计原理：

• “单一职责原则”要求一个类应该只有一个引起它变化的原因。在迭代器模式中，遍历操作被分离到了迭代器类中，使得聚合类和迭代器类各自只负责一件事，符合单一职责原则。
• “迪米特法则”要求一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。在迭代器模式中，客户端只需要知道迭代器的接口，而无需了解聚合对象的内部实现，符合迪米特法则。

常用实例：

迭代器模式常用于遍历各种容器，如链表、数组、树等。例如，在STL（C++标准模板库）中，就广泛使用了迭代器模式。STL中的容器（如vector、list、set等）都提供了迭代器，可以使用迭代器来遍历容器中的元素。
 

类图：

常规代码：

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

using namespace std;

class Aggregate
{
public:
	virtual ~Aggregate(){};
	virtual class Iterator*CreateIterator()=0;
	
};

class Iterator
{
public:
	virtual ~Iterator(){}
	virtual void First()=0;
	virtual void Next()=0;
	virtual bool IsDone()=0;
	virtual int CurrentItem()=0;
};

class ConcretaAggregate:public Aggregate {

public: 
	ConcretaAggregate(initializer_list<int> values):values_(values){}

	Iterator*CreateIterator();
	
	int Count()const
	{
		return values_.size();
	}

	int Get(int index)const
	{
		return values_[index];
	}


private:
	vector<int> values_;

};




class ConcreteIterator :public Iterator {
public:
	ConcreteIterator(const ConcretaAggregate*aggregate):aggregate_(aggregate),current_(0){}

	void First()
	{
		current_=0;
	}

	void Next()
	{
		++current_;
	}

	bool IsDone()
	{
		return current_>=aggregate_->Count();
	}

	int CurrentItem()
	{
		return aggregate_->Get(current_);
	}


private:
	const ConcretaAggregate*aggregate_;
	int current_;
};



Iterator* ConcretaAggregate::CreateIterator()
{
	return new ConcreteIterator(this);
}


int main() 
{
	ConcretaAggregate aggregate{1,2,3,4,5};
	Iterator*it=aggregate.CreateIterator();
	for (it->First();!it->IsDone();it->Next())
	{
		cout<<it->CurrentItem()<<endl;
	}
	vector<int> nu{1,2,3}; 

	for (vector<int>::iterator it=nu.begin();it!=nu.end();it++)
	{
	}

	return 0;
}

STL  C++ 标准容器类中类代码：

template<typename T>
class AA {
public:
	class iterator {
	public:
		iterator(T* ptr) : _ptr(ptr) {}
		iterator operator++() { ++_ptr; return *this; }
		bool operator!=(const iterator& other) const { return _ptr != other._ptr; }
		T operator*() const { return *_ptr; }
	private:
		T* _ptr;
	};
	AA(T* num, int size) : _num(num), _size(size) {}
	iterator begin() { return iterator(_num); }
	iterator end() { return iterator(_num + _size); }
private:
	T* _num;
	int _size;
};

int main() {
	int num[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	AA<int> aa(num, sizeof(num) / sizeof(int));
	for (AA<int>::iterator it = aa.begin(); it != aa.end(); ++it) {
		std::cout << *it << std::endl;
	}
	return 0;
}