“数据结构”模式

  • 常常有一些组件在内部具有特定的数据结构,如果让客户程序依赖这些特定的数据结构,将极大地破坏组件的复用。这时候,将这些特定数据结构封装在内部,在外部提供统一的接口,来实现与特定数据结构无关的访问,是一种行之有效的解决方案。
  • 典型模式
    1.Composite
    2·Iterator //现在有点过时了?
    3·Chain of Resposibility //现在有点过时了?

动机(Motivation)

  • 在软件构建过程中,集合对象内部结构常常变化各异。但对于这些集合对象,我们希望在不暴露其内部结构的同时,可以让外部客户代码透明地访问其中包含的元素;同时这种“透明遍历”也为“同一种算法在多种集合对象上进行操作”提供了可能。
  • 使用面向对象技术将这种遍历机制抽象为“迭代器对象”为“应对变化中的集合对象”提供了一种优雅的方式。

模式定义

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素,而又不暴露(稳定)该对象的内部表示。——《设计模式》GoF

代码示例

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

using namespace std;

template<typename T> class Iterator
{
public:
virtual void first() = 0;
virtual void next() = 0;
virtual bool isDone() /*const*/ = 0;
//virtual T& current() = 0;
virtual string/*&*/ current() = 0;
};

template<typename T> class MyCollection;


template<typename T> class CollectionIterator : public Iterator<T> {
MyCollection<T> mc; // 聚合
int m_index;
public:
CollectionIterator(const MyCollection<T> & c); /*: mc(c) { }*/
void first() override;
void next() override;
bool isDone() /*const*/ override;
//T& current() override;
string/*&*/ current() override;
};


template<typename T> class MyCollection {
private:
vector<string> m_MyC = { "小红", "小明", "小张", "123", "周杰伦" }; // 这里类型写死,测试下。
public:
Iterator<T>* GetIterator();
//{
// //...
//}
int Count();
string GetValue(int index);
};

template<typename T> CollectionIterator<T>::CollectionIterator(const MyCollection<T> & c)
{
mc = c;
}


template<typename T> void CollectionIterator<T> ::first() {
m_index = 0;
}
template<typename T> void CollectionIterator<T>::next() {
m_index++;
}
template<typename T> bool CollectionIterator<T>::isDone() /*const*/ {
return m_index == mc.Count();
}
template<typename T> string/*&*/ CollectionIterator<T>::current() {
return mc.GetValue(m_index);
}


template<typename T> /*T&*/Iterator<T>* MyCollection<T>::GetIterator() {
//CollectionIterator<T> collectionIt(this); //
//return collectionIt;
T temp;
return new CollectionIterator<T>(*this);
}

template<typename T> int MyCollection<T>::Count()
{
return m_MyC.size();
}


template<typename T> string MyCollection<T>::GetValue(int index)
{
return m_MyC[index];
}



void MyAlgorithm()
{
MyCollection<int> mc;
Iterator<int> *iter = mc.GetIterator();

//// 这里是虚函数调用,数量多的时候会出现性能问题(运行时多态)。所以说这个模式在
//// 今天的C++中已经过时了,因为 C++ 的泛型编程 和 STL 库,编译时多态。
for (iter->first(); !iter->isDone(); iter->next()) {
cout << iter->current() << endl;
}

delete iter;
}


int main()
{
MyAlgorithm();

getchar();
return 0;
}

输出:

小红
小明
小张
123
周杰伦

这个迭代器只能往前走,不能往后走。

类图

迭代器模式 Iterator_迭代器

用面向对象的方式来遍历。这种设计模式,在今天的 C++ 中已经过时了。STL,泛型编程有很好的解决方案。

要点总结

  • 迭代抽象:访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。>迭代多态:为遍历不同的集合结构提供一个统一的接口,从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作。
  • 迭代器的健壮性考虑:遍历的同时更改迭代器所在的集合结构,会导致问题。



参考:GeekBand