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반복자 패턴

August 02, 2023
design-pattern

의도

객체의 내부 표현부를 노출하지 않으면서 집합에 속한 원소들을 순회하는 방법을 제공한다.

리스트 객체에 접근해서 새로운 내용을 삽입, 삭제 또는 순회하는 내용을 반복자 객체에 정의하여 집합 객체의 인터페이스를 확장시키지 않게 된다.

UML

Alt text

어떤 데이터들을 가진 객체(Aggregate)는 반복자(Iterator)를 생성한다.

Iterator를 생성할 때 자기 자신을 인자로 넘겨 Aggregate가 가지고 있는 원소들을 Iterator가 접근할 수 있게 한다.

결과적으로 Iterator는 자신이 참조하고 있는 Aggregate의 원소를 다루는 메서드를 제공하여, 사용자가 Aggregate의 내부 표현을 모르고도 원소를 순회할 수 있게 한다.

사용 시기

  • 객체 내부 표현 방식을 모르고도 집합 객체의 각 원소들에게 접근하고 싶을 때
  • 집합 객체를 순회하는 **다양한 방법을 지원****하고 싶을 때
  • 서로 다른 집합 객체 구조(?)에 대해서도 동일한 방법으로 순회하고 싶을 때

장점

집합 객체의 다양한 순회 방법을 제공한다. 집합 객체에 종속적으로 구현하지 않으므로 런타임에 순회 방법을 변경할 수 있다.

단점

???

구현

C++과 Java에는 List를 순회할 때 반복자(Iterator)를 제공하고 있다. 반복자를 사용한다면 사용자는 내부에서 순회하는 내용에 대해 구체적으로 알 필요가 없게 된다.

집합 객체중에 리스트를 예시로 들어 인터페이스를 정의한다.

Copy 
template <class Item>
class AbstractList {
public:
    AbstractList(long size = 0);
    virtual Iterator<Item>* CreateIterator() const = 0;

    long Count() const;
    Item& Get(long index) const;
}

CreateIterator()로 생성될 반복자의 인터페이스를 정의한다.

Copy 
template <class Item>
class Iterator {
public:
    virtual void First() = 0;
    virtual void Next() = 0;
    virtual bool IsDone() const = 0;
    virtual Item& CurrentItem() const = 0;
protected:
    Iterator(); // 생성자를 숨겨 사용자가 직접 생성하지 못하게 막음
}

반복자 인터페이스의 서브 클래스는 순회할 집합 객체의 참조자와, 반복자의 현재 위치를 저장한다.

Copy 
class ListIterator : public Iterator {
public:
    ListIterator(const List<Item>* list) : _list(list) { 
        _current = 0;
    }
    virtual void First() {
        _current = 0;
    }
    virtual void Next() {
        _current++;
    }
    virtual bool IsDone() {
        return _current >= _list->Count();
    }
    Item& CurrentItem() {
        return _list->Get(_current);
    }
private:
    const List<Item>* _list;
    long _current;
}

사용자는 AbstractList를 상속받는 집합 객체를 생성하고, 순회를 해야한다면 인터페이스에 정의된 CreateIterator()를 통해 반복자를 넘겨받게 된다.

Copy 
template <class Item>
class List : public AbstractList {
public:
    // ...
    virtual Iterator<Item>* CreateIterator() const {
        return new ListIterator<Item>(this);
    }    
}

사용자는 반복자를 통해 아래처럼 순회할 수 있다.

Copy 
ListIterator<Item>* iter = list.CreateIterator();
for(iter.First(); !iter.IsDone(); iter.Next()){
    iter.CurrentItem(); 
    // 현재 순회중인 iterator의 위치에 있는 원소를 받아옴
    // ...
}

순회하는 방법은 Iterator 내부에 정의함으로 다양한 순회 방법을 정의할 수 있다.

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