Как реализовать курсор итератор?

Question

В разделе «Структура» шаблона проектирования Итератор книга Шаблоны проектирования: элементы многоразового объектно-ориентированного программного обеспечения определяет Iteratorкласс с четырьмя основными операциями: First, Next, IsDone и CurrentItem.

В разделе «Реализация» книга содержит следующий элемент :

Кто определяет алгоритм обхода? Итератор - не единственное место, где можно определить алгоритм обхода. Агрегат может определять алгоритм обхода и использовать итератор для хранения только состояния итерации. Мы называем этот тип итератора курсор , так как он просто указывает на текущую позицию в совокупности. Клиент вызовет операцию Next в агрегате с курсором в качестве аргумента, а операция Next изменит состояние курсора.

Если итератор отвечает за алгоритм обхода, тоЛегко использовать разные алгоритмы итерации в одном агрегате, а также проще использовать один и тот же алгоритм в разных агрегатах. С другой стороны, алгоритму обхода может потребоваться доступ к закрытым переменным агрегата. В этом случае размещение алгоритма обхода в итераторе нарушает инкапсуляцию агрегата.

Но примерная реализация итератора курсора не предоставляется.

Кто должен предоставлять интерфейс для управления итерацией, итератором курсора или агрегатом?

Ниже приведен пример реализации двух альтернатив в Python.

• Если итератор курсора предоставляет интерфейс итерации, в дополнение к операциям GetState и SetState он должен определять First, Next, IsDone и CurrentItemбазовые операции и делегирование соответствующим агрегатным операциям:

  class Iterator:
  
      def __init__(self, aggregate):
          self.__aggregate = aggregate
  
      def first(self):
          self.__aggregate._first(self)
  
      def next(self):
          self.__aggregate._next(self)
  
      def is_done(self):
          return self.__aggregate._is_done(self)
  
      def current_item(self):
          return self.__aggregate._current_item(self)
  
      def _get_state(self):
          return self.__state
  
      def _set_state(self, state):
          self.__state = state
  

  И агрегат должен определять те же базовые операции, которые извлекают и обновляют состояние итератора курсора, используя его операции GetState и SetState:

  class Aggregate:
  
      def __init__(self, list):
          self.__list = list
  
      def _first(self, iterator):
          iterator._set_state(0)
  
      def _next(self, iterator):
          iterator._set_state(iterator._get_state() + 1)
  
      def _is_done(self, iterator):
          return iterator._get_state() >= len(self.__list)
  
      def _current_item(self, iterator):
          if self._is_done(iterator):
              raise ValueError
  
          return self.__list[iterator._get_state()]
  
      def create_iterator(self):
          return Iterator(self)
  

  Затем клиент будет использовать итератор курсора для управления итерацией:

  aggregate = Aggregate(["foo", "bar", "baz", "qux"])
  iterator = aggregate.create_iterator()
  iterator.first()
  
  while not iterator.is_done():
      print(iterator.current_item())
      iterator.next()
  

• Если совокупность предоставляет tВ итерационном интерфейсе итератор курсора должен определять операции GetState и SetState:

  class Iterator:
  
      def _get_state(self):
          return self.__state
  
      def _set_state(self, state):
          self.__state = state
  

  И агрегат должен определять First, Next, IsDone и CurrentItem basicоперации, которые извлекают и обновляют состояние итератора курсора, используя его операции GetState и SetState:

  class Aggregate:
  
      def __init__(self, list):
          self.__list = list
  
      def first(self, iterator):
          iterator._set_state(0)
  
      def next(self, iterator):
          iterator._set_state(iterator._get_state() + 1)
  
      def is_done(self, iterator):
          return iterator._get_state() >= len(self.__list)
  
      def current_item(self, iterator):
          if self.is_done(iterator):
              raise ValueError
  
          return self.__list[iterator._get_state()]
  
      def create_iterator(self):
          return Iterator()
  

  Затем клиент будет использовать агрегат для управления итерацией:

  aggregate = Aggregate(["foo", "bar", "baz", "qux"])
  iterator = aggregate.create_iterator()
  aggregate.first(iterator)
  
  while not aggregate.is_done(iterator):
      print(aggregate.current_item(iterator))
      aggregate.next(iterator)