概述
在面向对象的软件设计中,我们经常会遇到一类集合对象,这类集合对象的内部结构可能有着各种各样的实现,但是归结起来,无非有两点是需要我们去关心的:一是集合内部的数据存储结构,二是遍历集合内部的数据。面向对象设计原则中有一条是类的单一职责原则,所以我们要尽可能的去分解这些职责,用不同的类去承担不同的职责。Iterator模式就是分离了集合对象的遍历行为,抽象出一个迭代器类来负责,这样既可以做到不暴露集合的内部结构,又可让外部代码透明的访问集合内部的数据。
意图
提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。[GOF 《设计模式》]
结构图
生活中的例子
迭代器提供一种方法顺序访问一个集合对象中各个元素,而又不需要暴露该对象的内部表示。在早期的电视机中,一个拨盘用来改变频道。当改变频道时,需要手工转动拨盘移过每一个频道,而不论这个频道是否有信号。现在的电视机,使用[后一个]和[前一个]按钮。当按下[后一个]按钮时,将切换到下一个预置的频道。想象一下在陌生的城市中的旅店中看电视。当改变频道时,重要的不是几频道,而是节目内容。如果对一个频道的节目不感兴趣,那么可以换下一个频道,而不需要知道它是几频道。
Iterator模式解说
在面向对象的软件设计中,我们经常会遇到一类集合对象,这类集合对象的内部结构可能有着各种各样的实现,但是归结起来,无非有两点是需要我们去关心的:一是集合内部的数据存储结构,二是遍历集合内部的数据。面向对象设计原则中有一条是类的单一职责原则,所以我们要尽可能的去分解这些职责,用不同的类去承担不同的职责。Iterator模式就是分离了集合对象的遍历行为,抽象出一个迭代器类来负责,这样既可以做到不暴露集合的内部结构,又可让外部代码透明的访问集合内部的数据。下面看一个简单的示意性例子,类结构图如下:
首先有一个抽象的聚集,所谓的聚集就是就是数据的集合,可以循环去访问它。它只有一个方法GetIterator()让子类去实现,用来获得一个迭代器对象。
/// <summary>
/// 抽象聚集
/// </summary>
public interface IList
{
IIterator GetIterator();
}
/// 抽象聚集
/// </summary>
public interface IList
{
IIterator GetIterator();
}
抽象的迭代器,它是用来访问聚集的类,封装了一些方法,用来把聚集中的数据按顺序读取出来。通常会有MoveNext()、CurrentItem()、Fisrt()、Next()等几个方法让子类去实现。
/// <summary>
/// 抽象迭代器
/// </summary>
public interface IIterator
{
bool MoveNext();
Object CurrentItem();
void First();
void Next();
}
/// 抽象迭代器
/// </summary>
public interface IIterator
{
bool MoveNext();
Object CurrentItem();
void First();
void Next();
}
具体的聚集,它实现了抽象聚集中的唯一的方法,同时在里面保存了一组数据,这里我们加上Length属性和GetElement()方法是为了便于访问聚集中的数据。
/// <summary>
/// 具体聚集
/// </summary>
public class ConcreteList : IList
{
int[] list;
public ConcreteList()
{
list = new int[] { 1,2,3,4,5};
}
public IIterator GetIterator()
{
return new ConcreteIterator(this);
}
public int Length
{
get { return list.Length; }
}
public int GetElement(int index)
{
return list[index];
}
}
/// 具体聚集
/// </summary>
public class ConcreteList : IList
{
int[] list;
public ConcreteList()
{
list = new int[] { 1,2,3,4,5};
}
public IIterator GetIterator()
{
return new ConcreteIterator(this);
}
public int Length
{
get { return list.Length; }
}
public int GetElement(int index)
{
return list[index];
}
}
具体迭代器,实现了抽象迭代器中的四个方法,在它的构造函数中需要接受一个具体聚集类型的参数,在这里面我们可以根据实际的情况去编写不同的迭代方式。
/// <summary>
/// 具体迭代器
/// </summary>
public class ConcreteIterator : IIterator
{
private ConcreteList list;
private int index;
public ConcreteIterator(ConcreteList list)
{
this.list = list;
index = 0;
}
public bool MoveNext()
{
if (index < list.Length)
return true;
else
return false;
}
public Object CurrentItem()
{
return list.GetElement(index) ;
}
public void First()
{
index = 0;
}
public void Next()
{
if (index < list.Length)
{
index++;
}
}
}
/// 具体迭代器
/// </summary>
public class ConcreteIterator : IIterator
{
private ConcreteList list;
private int index;
public ConcreteIterator(ConcreteList list)
{
this.list = list;
index = 0;
}
public bool MoveNext()
{
if (index < list.Length)
return true;
else
return false;
}
public Object CurrentItem()
{
return list.GetElement(index) ;
}
public void First()
{
index = 0;
}
public void Next()
{
if (index < list.Length)
{
index++;
}
}
}
简单的客户端程序调用:
/// <summary>
/// 客户端程序
/// </summary>
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
IIterator iterator;
IList list = new ConcreteList();
iterator = list.GetIterator();
while (iterator.MoveNext())
{
int i = (int)iterator.CurrentItem();
Console.WriteLine(i.ToString());
iterator.Next();
}
Console.Read();
}
}
/// 客户端程序
/// </summary>
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
IIterator iterator;
IList list = new ConcreteList();
iterator = list.GetIterator();
while (iterator.MoveNext())
{
int i = (int)iterator.CurrentItem();
Console.WriteLine(i.ToString());
iterator.Next();
}
Console.Read();
}
}
一个简单的迭代器示例就结束了,这里我们并没有利用任何的.NET特性,在C#中,实现Iterator模式已经不需要这么麻烦了,已经C#语言本身就有一些特定的实现,下面会说到。
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