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迭代器模式（Iterator Pattern）提供一种顺序访问聚合对象元素的方法，同时不暴露其底层实现。以下是一个基于C++的书籍管理迭代器。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>// 前向声明
class Book;// 抽象迭代器接口
class Iterator {
public:virtual ~Iterator() = default;virtual void next() = 0;          // 移动到下一个元素virtual bool hasNext() const = 0; // 检查是否还有元素virtual Book current() const = 0; // 获取当前元素
};// 具体元素类：书籍
class Book {
public:explicit Book(std::string name) : name_(std::move(name)) {}std::string getName() const { return name_; }
private:std::string name_;
};// 抽象聚合接口
class BookCollection {
public:virtual ~BookCollection() = default;virtual Iterator* createIterator() const = 0; // 创建迭代器virtual void addBook(const Book& book) = 0;   // 添加元素（可选）
};// 具体聚合类：书籍集合（基于数组/vector）
class Library : public BookCollection {
public:Iterator* createIterator() const override;void addBook(const Book& book) override {books_.push_back(book);}// 提供给迭代器的访问接口（保持封装性）size_t size() const { return books_.size(); }const Book& get(size_t index) const { return books_[index]; }private:std::vector<Book> books_;
};// 具体迭代器：图书馆迭代器
class LibraryIterator : public Iterator {
public:explicit LibraryIterator(const Library& library): library_(library), index_(0) {}void next() override {if (hasNext()) ++index_;}bool hasNext() const override {return index_ < library_.size();}Book current() const override {return library_.get(index_);}private:const Library& library_;size_t index_ = 0;
};// 实现聚合类的工厂方法
Iterator* Library::createIterator() const {return new LibraryIterator(*this);
}// 客户端使用示例
int main() {Library library;library.addBook(Book("Design Patterns"));library.addBook(Book("The C++ Programming Language"));library.addBook(Book("Effective Modern C++"));Iterator* it = library.createIterator();while (it->hasNext()) {Book book = it->current();std::cout << "Book: " << book.getName() << std::endl;it->next();}delete it; // 释放资源return 0;
}

关键点解析：

1. 模式结构：

   • Iterator：定义遍历接口（next, hasNext, current）
   • ConcreteIterator（LibraryIterator）：实现具体遍历逻辑
   • Aggregate（BookCollection）：声明创建迭代器的接口
   • ConcreteAggregate（Library）：存储数据并返回关联的具体迭代器

2. 实现细节：

   • 集合类通过 size() 和 get() 方法提供受控访问，避免暴露内部存储结构。
   • 迭代器持有集合的引用并通过索引跟踪遍历状态。
   • 通过虚函数实现多态，支持未来扩展新的集合类型。

3. 优势：

   • 解耦客户端与集合实现：客户端仅依赖迭代器接口，集合内部结构变化不影响调用方。
   • 支持多种遍历方式：可创建不同迭代器实现正序、逆序、过滤等遍历逻辑。
   • 简化聚合接口：集合只需提供基本数据访问方法，无需关注遍历细节。

4. C++特性：

   • 使用 const 正确性保证集合数据不被意外修改。
   • 通过虚析构函数确保资源正确释放。
   • 示例中使用裸指针 it 管理迭代器，实际建议使用 std::unique_ptr 等智能指针。

输出结果：

Book: Design Patterns
Book: The C++ Programming Language
Book: Effective Modern C++