VTK 设计模式：迭代器模式

系列：Qt / VTK 设计模式 · VTK 04/10
参考：vtkCollection、vtkCellIterator

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引子

场景里有几十个 vtkActor，网格里有几百万个 cell——你需要统一方式遍历，而不暴露内部数组实现。VTK 用 迭代器 和 InitTraversal/GetNext 惯用法封装访问。

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要解决什么问题

for (int i = 0; i < internalArray->size(); ++i)  // 依赖内部结构

痛点：内部表示变更破坏客户端、无法统一多种数据结构、难以支持惰性遍历。

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GoF 迭代器结构

角色	VTK 对应
Iterator	vtkCollectionIterator、vtkCellIterator
Aggregate	vtkCollection、vtkUnstructuredGrid
访问	InitTraversal / GetNextItem

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VTK 中的落点

vtkCollection

vtkCollection* props = renderer->GetViewProps();
props->InitTraversal();
while (vtkProp* p = props->GetNextProp())
  p->SetVisibility(true);

vtkCellIterator（VTK 9+ 推荐）

统一访问各类网格的 cell，无需 switch(cellType)：

auto it = grid->NewCellIterator();
for (it->InitTraversal(); !it->IsDoneWithTraversal(); it->GoToNextCell()) {
  vtkIdList* ids = it->GetCellId();
  // ...
}

点/单元 ID 遍历

for (vtkIdType i = 0; i < polyData->GetNumberOfPoints(); ++i)
  polyData->GetPoint(i, coords);

这是 索引迭代，简单直接，VTK 内部仍可能对大数据做 SOA 布局。

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底层逻辑

vtkCollection 内部常是 vtkObject** 数组 + NumberOfItems：

• InitTraversal 重置索引
• GetNextItemAsObject 递增索引并返回

vtkCellIterator 是 多态迭代器：对不同 cell 类型提供统一 GetCellType()、GetPointIds()。

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代码示例

#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkActorCollection.h>

void hideAllActors(vtkRenderer* ren) {
  vtkActorCollection* actors = ren->GetActors();
  actors->InitTraversal();
  while (vtkActor* a = actors->GetNextActor())
    a->SetVisibility(false);
}

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易混淆点

对比	区别
迭代器 vs Pipeline	迭代器访问已有数据；Pipeline 生成数据
GetNumberOfCells() 循环 vs vtkCellIterator	后者对混合网格更安全、可扩展
范围 for	现代 C++ 可包装迭代器，VTK 传统 API 仍常见

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最佳实践与陷阱

1. 大网格优先 vtkCellIterator 统一逻辑
2. 遍历时修改集合 可能导致未定义行为，先收集再改
3. 注意 vtkIdType 与 int 范围
4. 并行遍历 用 vtkSMPTools 而非在 iterator 上硬并行
5. GetNextItem 返回 nullptr 表示结束

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重点与注意

重点：vtkCollection::InitTraversal + GetNextItem 是 VTK 传统迭代惯用法；vtkCellIterator（VTK 9+）统一访问各类网格 cell。
重点：迭代器模式把内部存储结构藏起来，客户端只依赖统一遍历接口。
注意：遍历集合时修改集合可能导致未定义行为，应先收集再改。
注意：迭代器（访问已有数据）与 Pipeline（计算生成数据）是不同层面的概念。

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小结

VTK 迭代器模式体现在 Collection 遍历 API 与 vtkCellIterator 统一网格访问。

延伸阅读

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