cpp: Iterator Pattern

C++已经是个多重泛型编程语言(multiparadigm programming lauguage)，一个同时支持过程形式(procedural)、面向对象形式(object-oriented)、函数形式(functional)、范型形式(generic)、元编程形式(metaprogramming)的语言。

human flow, Material flow, Capital or Money flow，Reverse flow and information flow

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 * \file   GoldIterator.h
 * \brief  迭代器模式 Iterator Pattern
 * 2023年5月22日 涂聚文 Geovin Du Visual Studio 2022 edit.
 * \author geovindu
 * \date   May 2023
 *********************************************************************/
#pragma once
#ifndef GOLDITERATOR_H 
#define GOLDITERATOR_H 
 
 
 
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <list>
 
 
using namespace std;
 
 
 
/**
* @brief 类库空间名
* geovindu edit
*
*/
namespace DuIteratorPattern
{
     
    /// <summary>
    /// 抽象迭代器类模板
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    template <typename T>
    class GoldIterator
    {
    public:
        /// <summary>
        /// 指向容器中第一个元素
        /// </summary>
        virtual void First() = 0;   
        /// <summary>
        /// 指向下一个元素
        /// </summary>
        virtual void Next() = 0;      
        /// <summary>
        /// 是否遍历完
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        virtual bool IsDone() = 0;   
        /// <summary>
        /// 获取当前的元素
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        virtual T& CurrentItem() = 0; 
        /// <summary>
        /// 做父类时析构函数应该为虚函数
        /// </summary>
        virtual ~GoldIterator() {}         
 
 
 
    };
 
}
 
#endif
 
 
/*****************************************************************//**
 * \file   GoldCotainer.h
 * \brief  迭代器模式 Iterator Pattern
 *  2023年5月22日 涂聚文 Geovin Du Visual Studio 2022 edit.
 * \author geovindu
 * \date   May 2023
 *********************************************************************/
#pragma once
#ifndef GOLDCOTAINER_H 
#define GOLDCOTAINER_H 
 
 
 
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <list>
#include "GoldIterator.h"
 
using namespace std;
 
 
 
/**
* @brief 类库空间名
* geovindu edit
*
*/
namespace DuIteratorPattern
{
 
 
    /// <summary>
    /// 抽象容器类模板
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    template <typename T>
    class GoldCotainer
    {
 
    public:
        /// <summary>
        /// 创建迭代器
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        virtual GoldIterator<T>* CreateIterator() = 0; 
        /// <summary>
        /// 获取当前元素
        /// </summary>
        /// <param name="index"></param>
        /// <returns></returns>
        virtual T& getItem(int index) = 0;  
        /// <summary>
        /// 容器中元素数量
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        virtual int getSize() = 0;  
        /// <summary>
        /// 做父类时析构函数应该为虚函数
        /// </summary>
        virtual ~GoldCotainer() {} 
 
 
    };
 
}
 
#endif
 
/*****************************************************************//**
 * \file   GoldVectorIterator.h
 * \brief  迭代器模式 Iterator Pattern
 *  2023年5月22日 涂聚文 Geovin Du Visual Studio 2022 edit.
 * \author geovindu
 * \date   May 2023
 *********************************************************************/
#pragma once
#ifndef GOLDVECTORITERATOR_H 
#define GOLDVECTORITERATOR_H 
 
 
 
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <list>
#include "GoldIterator.h"
#include "GoldCotainer.h"
 
using namespace std;
 
 
 
/**
* @brief 类库空间名
* geovindu edit
*
*/
namespace DuIteratorPattern
{
 
    /// <summary>
    /// 具体迭代器类模板
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    template <typename T>
    class GoldVectorIterator :public GoldIterator<T>
    {
    public:
        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        /// <param name="tmpc"></param>
        GoldVectorIterator(GoldCotainer<T>* tmpc) :myVector(tmpc)
        {
            mCurrent = 0;
        }
        /// <summary>
        /// 容器（数组）中的第一个元素下标为0
        /// </summary>
        virtual void First()
        {
            mCurrent = 0; 
        }
        /// <summary>
        /// 下标+1，意味着数组中的下一个元素
        /// </summary>
        virtual void Next()
        {
 
            mCurrent++; 
        }
        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        virtual bool IsDone()
        {
            if (mCurrent >= myVector->getSize())
            {
                return true;
            }
            return false;
        }
        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        virtual T& CurrentItem()
        {
            return myVector->getItem(mCurrent);
        }
    private:
        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        GoldCotainer<T>* myVector;
        /// <summary>
        /// 记录数组的当前下标（迭代器在当前容器中的位置）
        /// </summary>
        int mCurrent;  
 
    };
 
}
 
#endif
 
/*****************************************************************//**
 * \file   GoldVector.h
 * \brief  迭代器模式 Iterator Pattern
 *  2023年5月22日 涂聚文 Geovin Du Visual Studio 2022 edit.
 * \author geovindu
 * \date   May 2023
 *********************************************************************/
#pragma once
#ifndef GOLDVECTOR_H 
#define GOLDVECTOR_H 
 
 
 
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <list>
#include "GoldIterator.h"
#include "GoldCotainer.h"
#include "GoldVectorIterator.h"
 
using namespace std;
 
 
 
/**
* @brief 类库空间名
* geovindu edit
*
*/
namespace DuIteratorPattern
{
 
 
    /// <summary>
    /// 具体容器类模板
    /// </summary>
    template <typename T>
    class GoldVector:public GoldCotainer<T>
    {
    public:
         
         
        GoldVector()
        {
            //将数组中元素进行初始化
            for (int i = 0; i < 10; ++i)
            {
                mElem[i] = i;
            }
        }
         
 
     
        virtual GoldIterator<T>* CreateIterator()
        {
            //工厂模式，注意实参传递进去的是该容器的指针this
            return new GoldVectorIterator<T>(this); //要考虑在哪里释放的问题
        }
 
         
     
        virtual T& getItem(int index)
        {
            return mElem[index];
        }
         
         
 
        /// <summary>
        /// 为简化代码，返回固定数字
        /// </summary>
        virtual int getSize()
        {
            return 10; 
        }
    private:
        /// <summary>
        /// 为了简化代码，将容器实现为固定装入10个元素的数组
        /// </summary>
        T mElem[10];
 
 
    };
 
}
 
#endif
 
/*****************************************************************//**
 * \file   GeovinDu.h
 * \brief  迭代器模式 Iterator Pattern
 *  2023年5月22日 涂聚文 Geovin Du Visual Studio 2022 edit.
 * \author geovindu
 * \date   May 2023
 *********************************************************************/
#pragma once
#ifndef GEOVINDU_H 
#define GEOVINDU_H 
 
 
 
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <list>
#include "GoldIterator.h"
#include "GoldCotainer.h"
#include "GoldVectorIterator.h"
#include "GoldVector.h"
 
using namespace std;
 
 
 
/**
* @brief 类库空间名
* geovindu edit
*
*/
namespace DuIteratorPattern
{
 
    /// <summary>
    /// 
    /// </summary>
    class GeovinDu
    {
 
    private:
 
    public:
 
        /// <summary>
        /// 迭代器模式示例
        /// </summary>
        void displaySimple();
 
 
    };
 
}
 
#endif
 
 
/*****************************************************************//**
 * \file   GeovinDu.cpp
 * \brief  迭代器模式 Iterator Pattern
 *  2023年5月22日 涂聚文 Geovin Du Visual Studio 2022 edit.
 * \author geovindu
 * \date   May 2023
 *********************************************************************/
#include "GeovinDu.h"
using namespace std;
 
 
 
/**
* @brief 类库空间名
* geovindu edit
*
*/
namespace DuIteratorPattern
{
 
    /// <summary>
    /// 
    /// </summary>
    void GeovinDu::displaySimple()
    {
            /**/
            std::vector<int> msgVector;
            msgVector.push_back(1); //末尾插入1，vector中内容：1
            msgVector.push_back(2); //开头插入2，vector中内容：1,2
            msgVector.push_back(3); //末尾插入3，vector中内容：1,2,3
            for (std::vector<int>::iterator pos = msgVector.begin(); pos != msgVector.end(); ++pos)
            {
                cout << *pos << endl;
            }
            cout << "-------------------" << endl;
            std::list<int>  msgList;
            msgList.push_back(1); //末尾插入1，list中内容：1
            msgList.push_front(2);//开头插入2，list中内容：2，1
            msgList.push_back(3); //末尾插入3，list中内容：2，1，3
            for (std::list<int>::iterator pos = msgList.begin(); pos != msgList.end(); ++pos)
            {
                cout << *pos << endl;
            }
            cout << "-------------------" << endl;
 
            /**/
            DuIteratorPattern::GoldCotainer<int>* dupcontainer = new DuIteratorPattern::GoldVector<int>();
            DuIteratorPattern::GoldIterator<int>* duiter = dupcontainer->CreateIterator();
            //遍历容器中的元素
            for (duiter->First(); !duiter->IsDone(); duiter->Next()) //多态机制的遍历，效率上不好，尽量考虑栈机制
            {
                cout <<"迭代器："<< duiter->CurrentItem() << endl;
            }
 
            cout << "-------------------" << endl;
     
     
 
            DuIteratorPattern::GoldCotainer<int>* pcontainer = new DuIteratorPattern::GoldVector<int>();
            DuIteratorPattern::GoldVectorIterator<int> iter(pcontainer);
            //遍历容器中的元素  
            for (iter.First(); !iter.IsDone(); iter.Next())//非多态机制，可以明显改善程序性能
            {
                cout <<"迭代器："<< iter.CurrentItem() << endl;
            }
 
 
            //释放资源
            delete duiter;
            delete dupcontainer;
 
 
 
            //释放资源
            delete pcontainer;
 
 
    }
 
 
}

调用：

/*****************************************************************//**
 * \file   ConsoleDuIteratorPattern.cpp
 * \brief  迭代器模式 Iterator Pattern
 *  2023年5月22日 涂聚文 Geovin Du Visual Studio 2022 edit.
 * \author geovindu
 * \date   May 2023
 *********************************************************************/
// ConsoleDuIteratorPattern.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
// 2023年5月12日 涂聚文 Geovin Du Visual Studio 2022 edit.
#define _UNICODE
 
 
#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
 
#include "GeovinDu.h"
#ifdef _DEBUG   //只在Debug（调试）模式下
#ifndef DEBUG_NEW
#define DEBUG_NEW new(_NORMAL_BLOCK,__FILE__,__LINE__) //重新定义new运算符
#define new DEBUG_NEW
#endif
#endif
using namespace std;
using namespace DuIteratorPattern;
 
 
int main()
{
    _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);//程序退出时检测内存泄漏并显示到“输出”窗口
 
    std::cout << "Hello World!涂聚文 Geovin Du\n";
    GeovinDu geovin;
    geovin.displaySimple();
 
    system("pause");
    return 0;
 
}
 
// 运行程序: Ctrl + F5 或调试 >“开始执行(不调试)”菜单
// 调试程序: F5 或调试 >“开始调试”菜单
 
// 入门使用技巧: 
//   1. 使用解决方案资源管理器窗口添加/管理文件
//   2. 使用团队资源管理器窗口连接到源代码管理
//   3. 使用输出窗口查看生成输出和其他消息
//   4. 使用错误列表窗口查看错误
//   5. 转到“项目”>“添加新项”以创建新的代码文件，或转到“项目”>“添加现有项”以将现有代码文件添加到项目
//   6. 将来，若要再次打开此项目，请转到“文件”>“打开”>“项目”并选择 .sln 文件
#define UNICODE

输出：

Hello World!涂聚文 Geovin Du
1
2
3
-------------------
2
1
3
-------------------
迭代器：0
迭代器：1
迭代器：2
迭代器：3
迭代器：4
迭代器：5
迭代器：6
迭代器：7
迭代器：8
迭代器：9
-------------------
迭代器：0
迭代器：1
迭代器：2
迭代器：3
迭代器：4
迭代器：5
迭代器：6
迭代器：7
迭代器：8
迭代器：9
请按任意键继续. . .