Penjelasan pola Iterator beserta contohnya

Tujuan dan masalah yang diselesaikan

Tujuan: menyediakan cara mengakses elemen objek agregat secara berurutan tanpa membuka representasi dasarnya. Iterator adalah salah satu pola behavioral dalam buku Gang of Four (GoF).

Bayangkan sebuah class yang menyimpan bagan organisasi perusahaan sebagai pohon. Berbagai bagian program perlu mendaftar semua karyawan: satu laporan berjalan level demi level, yang lain butuh urutan depth-first. Jika setiap laporan menelusuri pohon sendiri, setiap laporan bergantung pada field internal pohon, dan mengubah pohon agar memakai penyimpanan lain akan merusak semuanya.

Dengan Iterator, pohon menawarkan objek iterator. Sebuah laporan meminta iterator dan memanggil next() sampai selesai. Laporan itu tidak tahu apakah datanya pohon, array, atau baris yang diambil dari database halaman demi halaman.

Struktur dan peserta

Di JavaScript peran-peran ini punya nama standar, yang didefinisikan oleh protokol iterasi di ES2015. Sebuah iterable punya method [Symbol.iterator](). Sebuah iterator punya method next() yang mengembalikan { value, done }. Setiap loop for...of, spread [...x], dan destructuring assignment memakai protokol ini.

Implementasi TypeScript: iterator yang ditulis manual

Class range ini hanya menyimpan start, end, dan step, bukan daftar angka. Iterator-nya menghitung setiap nilai saat diminta.

class Range implements Iterable<number> {
  constructor(private start: number, private end: number, private step = 1) {}

  [Symbol.iterator](): Iterator<number> {
    let current = this.start;
    const { end, step } = this;
    return {
      next(): IteratorResult<number> {
        if (current >= end) return { value: undefined, done: true };
        const value = current;
        current += step;
        return { value, done: false };
      },
    };
  }
}

const evens = new Range(0, 10, 2);
for (const n of evens) console.log(n); // 0 2 4 6 8 (one per line)
console.log([...evens]); // [ 0, 2, 4, 6, 8 ]
console.log(Math.max(...new Range(1, 4))); // 3

Setiap pemanggilan [Symbol.iterator]() mengembalikan iterator baru dengan posisi current sendiri. Itulah sebabnya evens bisa diulang dua kali. Jika koleksi mengembalikan iterator yang sama setiap kali, loop kedua tidak akan melihat elemen apa pun.

Generator: iterator dengan kode lebih sedikit

Fungsi generator, yang ditulis dengan function*, membuat iterator secara otomatis. Setiap yield menghasilkan nilai berikutnya, dan fungsi berhenti sementara sampai next() dipanggil lagi. Di sini sebuah binary tree menawarkan traversal in-order tanpa membuka node-nodenya:

class TreeNode<T> {
  constructor(public value: T, public left?: TreeNode<T>, public right?: TreeNode<T>) {}
}

class BinaryTree<T> implements Iterable<T> {
  constructor(private root?: TreeNode<T>) {}

  *[Symbol.iterator](): Generator<T> {
    yield* inOrder(this.root);
  }
}

function* inOrder<T>(node?: TreeNode<T>): Generator<T> {
  if (!node) return;
  yield* inOrder(node.left);
  yield node.value;
  yield* inOrder(node.right);
}

const tree = new BinaryTree(
  new TreeNode(5, new TreeNode(3, new TreeNode(1)), new TreeNode(8)),
);
console.log([...tree]); // [ 1, 3, 5, 8 ]

for (const value of tree) {
  if (value > 3) break; // stops early; the rest is never computed
  console.log(value); // 1, then 3
}

Kapan dipakai dan kapan tidak

• Pakai bila koleksi punya struktur internal yang kompleks (pohon, graf, API berhalaman) dan Anda ingin klien mengulanginya dengan sederhana.
• Pakai untuk menawarkan beberapa urutan traversal pada data yang sama, seperti depth-first dan breadth-first.
• Pakai untuk urutan yang lazy atau tak terbatas, di mana nilai hanya dihitung saat diminta.
• Pakai untuk memberi berbagai koleksi satu interface loop yang seragam.
• Jangan menulis iterator kustom untuk data yang sudah berupa array. Kembalikan array (atau salinan read-only) dan biarkan pemanggil memakai iterasi bawaan.
• Jangan memakai iterator lazy bila pemanggil butuh akses acak lewat indeks atau panjang di awal; array lebih cocok.

Penggunaan di dunia nyata

• JavaScript: Array, Map, Set, dan String adalah iterable, dan map.entries() atau set.values() mengembalikan iterator.
• Java: interface java.util.Iterator dengan hasNext() dan next(), dipakai oleh loop for yang disempurnakan pada Iterable mana pun.
• Python: protokol iterator dengan __iter__ dan __next__, serta fungsi generator yang memakai yield.
• Database dan API: cursor atas hasil query dan API HTTP berhalaman menyajikan hasil satu halaman demi satu halaman, sehingga klien dapat mengulang hasil yang sangat besar tanpa memuat semuanya ke memori.

Pola terkait