Iterator — Итератор
Шаблон Iterator (также известный как Cursor) — Шаблон проектирования, относится к паттернам поведения. Представляет собой объект, позволяющий получить последовательный доступ к элементам объекта-агрегата без использования описаний каждого из объектов, входящий в состав агрегации.
Например, такие элементы как дерево, связанный список, хэш-таблица и массив могут быть пролистаны (и модифицированы) с помощью паттерна (объекта) Итератор.
Перебор элементов выполняется объектом итератора, а не самой коллекцией. Это упрощает интерфейс и реализацию коллекции, а также способствует более логичному распределению обязанностей.
Особенностью полноценно реализованного итератора является то, что код, использующий итератор, может ничего не знать о типе итерируемого агрегата.
Конечно же, почти любой агрегат можно итерировать указателем void*, но при этом:
не ясно, что является значением «конец агрегата», для двусвязного списка это &ListHead, для массива это &array[size], для односвязного списка это NULL
операция Next сильно зависит от типа агрегата.
Итераторы абстрагируют именно эти 2 проблемы, используя полиморфный Next (часто реализованный как operator++ в С++) и полиморфный aggregate.end(), возвращающий значение «конец агрегата».
Таким образом, появляется возможность работы с диапазонами итераторов, при отсутствии знания о типе итерируемого агрегата. Например:
Iterator itBegin = aggregate.begin(); Iterator itEnd = aggregate.end(); func(itBegin, itEnd);
И далее:
void func(Iterator itBegin, Iterator itEnd)
{
for( Iterator it = itBegin, it != itEnd; ++it )
{
}
}
75
Структура
Iterator определяет интерфейс для доступа и обхода елементов
ConcreteIterator реализует интерфейс класса Iterator; следит за текущей позицией во время обхода агрегата;
Aggregate определяет интерфейс для создания объекта-итератора;
ConcreteAggregate реализует интерфейс для создания итератора и возвращает экземпляр соответствующего класса ConcreteIterator
Пример реализации
/*
sample code in C#
This structural code demonstrates the Iterator pattern which provides for a way to traverse (iterate) over a collection of items without detailing the underlying structure of the collection.
*/
Hide code
// Iterator pattern -- Structural example
using System;
using System.Collections;
namespace DoFactory.GangOfFour.Iterator.Structural
{
///<summary>
///MainApp startup class for Structural
///Iterator Design Pattern.
///</summary>
class MainApp
{
///<summary>
///Entry point into console application.
///</summary>
static void Main()
{
76
ConcreteAggregate a = new ConcreteAggregate(); a[0] = "Item A";
a[1] = "Item B"; a[2] = "Item C"; a[3] = "Item D";
// Create Iterator and provide aggregate ConcreteIterator i = new ConcreteIterator(a);
Console.WriteLine("Iterating over collection:");
object item = i.First(); while (item != null)
{
Console.WriteLine(item); item = i.Next();
}
// Wait for user Console.ReadKey();
}
}
///<summary>
///The 'Aggregate' abstract class
///</summary>
abstract class Aggregate
{
public abstract Iterator CreateIterator();
public abstract int Count { get; protected set; } public abstract object this[int index] { get; set; }
}
///<summary>
///The 'ConcreteAggregate' class
///</summary>
class ConcreteAggregate : Aggregate
{
private readonly ArrayList _items = new ArrayList();
public override Iterator CreateIterator()
{
return new ConcreteIterator(this);
}
// Gets item count
public override int Count
{
get { return _items.Count; } protected set { }
}
// Indexer
public override object this[int index]
{
get { return _items[index]; }
set { _items.Insert(index, value); }
}
}
///<summary>
///The 'Iterator' abstract class
///</summary>
abstract class Iterator
{
77
public abstract object First(); public abstract object Next(); public abstract bool IsDone();
public abstract object CurrentItem();
}
///<summary>
///The 'ConcreteIterator' class
///</summary>
class ConcreteIterator : Iterator
{
private readonly Aggregate _aggregate; private int _current;
// Constructor
public ConcreteIterator(Aggregate aggregate)
{
this._aggregate = aggregate;
}
//Gets first iteration item public override object First()
{
return _aggregate[0];
}
//Gets next iteration item public override object Next()
{
object ret = null;
if (_current < _aggregate.Count - 1)
{
ret = _aggregate[++_current];
}
return ret;
}
//Gets current iteration item public override object CurrentItem()
{
return _aggregate[_current];
}
//Gets whether iterations are complete public override bool IsDone()
{
return _current >= _aggregate.Count;
}
}
}
Output
Iterating over collection:
Item A
Item B
Item C
Item D
78