【C++】迭代器模式

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种【行为型】设计模式，它提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。这种模式将遍历逻辑封装在迭代器对象中，使客户端可以统一使用迭代器来访问不同类型的聚合对象，无需关心对象的具体实现。

一、模式核心概念与结构

迭代器模式包含四个核心角色：

1. 迭代器接口（Iterator）：定义访问和遍历元素的接口，如next()、hasNext()等方法。
2. 具体迭代器（Concrete Iterator）：实现迭代器接口，跟踪聚合对象中的当前位置。
3. 聚合接口（Aggregate）：定义创建迭代器对象的接口，如createIterator()方法。
4. 具体聚合（Concrete Aggregate）：实现聚合接口，创建与之对应的具体迭代器。

二、C++ 实现示例：自定义集合迭代器

以下是一个简单的迭代器模式示例，演示如何为自定义集合实现迭代器：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

// 前向声明
template <typename T> class Iterator;
template <typename T> class ConcreteAggregate;

// 迭代器接口
template <typename T>
class Iterator {
   
public:
    virtual ~Iterator() = default;
    virtual bool hasNext() const = 0;
    virtual T next() = 0;
};

// 聚合接口
template <typename T>
class Aggregate {
   
public:
    virtual ~Aggregate() = default;
    virtual std::shared_ptr<Iterator<T>> createIterator() = 0;
};

// 具体迭代器
template <typename T>
class ConcreteIterator : public Iterator<T> {
   
private:
    std::shared_ptr<std::vector<T>> collection;
    size_t position;

public:
    ConcreteIterator(std::shared_ptr<std::vector<T>> coll)
        : collection(coll), position(0) {
   }
    
    bool hasNext() const override {
   
        return position < collection->size();
    }
    
    T next() override {
   
        if (hasNext(