iterator(迭代器模式)

news2024/11/24 17:40:50

引入

在想显示数组当中所有元素时，我们往往会使用下面的for循环语句来遍历数组

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::vector<int> v({ 1, 2, 3 });
    for (int i = 0; i < v.size(); i++)
    {
        std::cout << v[i] << " " << std::endl;
    }
    return 0;
}

下面我们来对比一下，下面这一段遍历代码

#include <iostream>
#include <map>

int main()
{
    std::map<int, int> mp;
    mp[0] = 1;
    mp[1] = 2;
    mp[2] = 3;
    for(std::map<int, int>::iterator iter = mp.begin(); iter != mp.end(); iter ++)
    {
        std::cout << "key is " << iter->first << " " << "value is " << iter->second << std::endl;
    }
    return 0;
}

二者在功能上实际上是一样的，都是对数据进行遍历输出。
在第一段代码当中，变量i的作用是为了在自增之后，用做访问下一个元素的下标。
在第二段代码当中,变量*iter*也是在自增之后，用来访问mp的下一个元素，我们可以发现, 实际上在第二段代码当中，iterator是对i的一个抽象化、通用化的表达，这就是我们要学习的iterator模式。

iterator模式主要作用是对数据集合按照顺序进行遍历，在遍历的同时还要保证内部信息的封装性,只提供遍历接口。
iterator模式常用于stl容器当中,比如map,list等

UML类图

iterator类图

具体代码

book.h

#ifndef __BOOK_H__
#define __BOOK_H__

#include <iostream>
#include <string>

class Book
{
public:
    Book(std::string name)
        :m_nameStr(name)
    {
        std::cout << "value";
    };
    ~Book() = default;
    Book(const Book &other) = default;
    Book& operator=(const Book &other) = default;
    Book& operator=(Book &&other) = delete;

    std::string getName() const
    {
        return m_nameStr;
    };
protected:
    
private:
    std::string m_nameStr;
};

#endif //__BOOK_H__

bookshelf.h

#ifndef __BOOKSHELF_H__
#define __BOOKSHELF_H__

#include <vector>
#include "book.h"

class BookShelf
{
public:
    BookShelf() = default;
    ~BookShelf() = default;
    BookShelf(const BookShelf &other) = default;
    BookShelf& operator=(const BookShelf &other) = default;
    BookShelf(BookShelf &&other) = delete;
    BookShelf& operator=(BookShelf &&other) = delete;

    //实现iterator
    class iterator
    {
    public:
        iterator(Book* tmp = nullptr) :iteratorPtr(tmp) {};
        iterator& operator++()
        {
            iteratorPtr++;
            return *this;
        };
        bool operator==(const iterator& other) const
        {
            return this->iteratorPtr == other.iteratorPtr;
        }
        bool operator!=(const iterator& other) const
        {
            return !(*this == other);
        }
        Book& operator*()
        {
            return *iteratorPtr;
        }
    private:
        Book* iteratorPtr = nullptr;
    };

    //提供遍历起点
    iterator begin();
    
    //提供遍历终点
    iterator end();

    //添加书籍
    void addBook(const Book& tmpBook);
protected:
    
private:
    std::vector<Book> m_bookList;
};

#endif //__BOOKSHELF_H__

bookshelf.cpp

#include "bookshelf.h"

BookShelf::iterator BookShelf::begin()
{
    return iterator(&m_bookList[0]);
}

BookShelf::iterator BookShelf::end()
{
    return iterator(&(m_bookList.back()));
}

void BookShelf::addBook(const Book& tmpBook)
{
    m_bookList.emplace_back(tmpBook);
}

main.cpp

#include "book.h"
#include "bookshelf.h"

int main()
{
    Book book1("第一本书");
    Book book2("第二本书");
    Book book3("第三本书");

    BookShelf woodBookShelf;
    woodBookShelf.addBook(book1);
    woodBookShelf.addBook(book2);
    woodBookShelf.addBook(book3);

    //得不到vector最后一个元素的后一个地址,所以只会输出
    //第一本书、第二本书
    for(BookShelf::iterator iter = woodBookShelf.begin(); iter != woodBookShelf.end(); ++iter)
    {
        std::cout << (*iter).getName() << std::endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}