【LeetCode.284】顶端迭代器

题目：顶端迭代器

请你设计一个迭代器，除了支持 hasNext 和 next 操作外，还支持 peek 操作。

实现 PeekingIterator 类：

PeekingIterator(int[] nums) 使用指定整数数组 nums 初始化迭代器。
int next() 返回数组中的下一个元素，并将指针移动到下个元素处。
bool hasNext() 如果数组中存在下一个元素，返回 true ；否则，返回 false 。
int peek() 返回数组中的下一个元素，但不移动指针。

示例：

输入：
["PeekingIterator", "next", "peek", "next", "next", "hasNext"]
[[[1, 2, 3]], [], [], [], [], []]
输出：
[null, 1, 2, 2, 3, false]

解释：
PeekingIterator peekingIterator = new PeekingIterator([1, 2, 3]); // [1,2,3]
peekingIterator.next();    // 返回 1 ，指针移动到下一个元素 [1,2,3]
peekingIterator.peek();    // 返回 2 ，指针未发生移动 [1,2,3]
peekingIterator.next();    // 返回 2 ，指针移动到下一个元素 [1,2,3]
peekingIterator.next();    // 返回 3 ，指针移动到下一个元素 [1,2,3]
peekingIterator.hasNext(); // 返回 False

提示：

1 <= nums.length <= 1000
1 <= nums[i] <= 1000
对 next 和 peek 的调用均有效
next、hasNext 和 peek 最多调用 1000 次

进阶：你将如何拓展你的设计？使之变得通用化，从而适应所有的类型，而不只是整数型？

分析：

顶端迭代器需要实现以下三种操作：

next：返回迭代器的下一个元素，并将指针向后移动一位；

hasNext：判断迭代器中是否还有剩余的元素；

peek：返回迭代器的下一个元素，不改变指针。

每种编程语言自带的迭代器可能支持上述一种或多种操作，但是不一定支持上述全部操作。如果编程语言自带的迭代器本身就支持上述操作，可以直接使用，否则需要自定义实现。

C++中PeekingIterator继承父类Iterator，Iterator已经实现方法next和hasNext，在此我们在PeekingIterator中主要实现peek方法即可。我们使用flag标记迭代器是否还有剩余元素，使用nextElement存储迭代器的下一个元素。

next：首先用ret存储nextElement表示返回值，flag保存Iterator调用hasNext方法的返回结果，然后将nextElement向后移动一位，最后返回ret；

hasNext：返回flag；

peek：由于peek操作不改变指针，因此返回nextElement。

C#的IEnumerator接口包含属性Current和方法MoveNext（该方法的返回值类型是bool，表示是否成功移动到下一个元素），三种操作都需要自定义实现，需要使用flag存储迭代器是否还有剩余的元素。

next：首先用ret存储iterator.Current表示返回值，然后对iterator调用MoveNext方法使其向后移动一位并将该方法的结果赋值给flag，最后返回ret；

hasNext：返回flag；

peek：由于peek操作不改变指针，因此返回iterator.Current。

题解：

class PeekingIterator : public Iterator {
public:
	PeekingIterator(const vector<int>& nums) : Iterator(nums) {
	    // Initialize any member here.
	    // **DO NOT** save a copy of nums and manipulate it directly.
	    // You should only use the Iterator interface methods.
	    flag = Iterator::hasNext();
        if(flag){
            nextElement = Iterator::next();
        }
	}
	
    // Returns the next element in the iteration without advancing the iterator.
	int peek() {
        return nextElement;
	}
	
	// hasNext() and next() should behave the same as in the Iterator interface.
	// Override them if needed.
	int next() {
	    int ret = nextElement;
        flag = Iterator::hasNext();
        if(flag){
            nextElement = Iterator::next();
        }
        return ret;
	}
	
	bool hasNext() const {
	    return flag;
	}
private:
    bool flag;
    int nextElement;
};

class PeekingIterator {
    private IEnumerator<int> iterator;
    private bool flag;

    // iterators refers to the first element of the array.
    public PeekingIterator(IEnumerator<int> iterator) {
        // initialize any member here.
        this.iterator = iterator;
        flag = true;
    }
    
    // Returns the next element in the iteration without advancing the iterator.
    public int Peek() {
        return iterator.Current;
    }
    
    // Returns the next element in the iteration and advances the iterator.
    public int Next() {
        int ret = iterator.Current;
        flag = iterator.MoveNext();
        return ret;
    }
    
    // Returns false if the iterator is refering to the end of the array of true otherwise.
    public bool HasNext() {
        return flag;	
    }
}

进阶：

进阶问题
进阶问题要求拓展顶端迭代器的设计，使其适用于所有类型，不局限于整数。

对于动态类型语言如 JavaScript 和 Python，不需要拓展上述设计。

对于静态类型语言如 Java、C# 和 C++，可以通过使用泛型的方式拓展设计，在 PeekingIterator 类中定义泛型，使用时可以用任意类型。

总结：

以前习惯将迭代器当作指针来看到，因为感觉上是大同小异，现在加深了对两者区别的理解：迭代器像是有固定方法的指针，不像指针那么随意，更像是名称所展示的那样包含“迭代”的思想