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.NET设计模式(18):迭代器模式(Iterator Pattern)(一)2010-06-09 14:15:00

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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][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();
}
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
++;
        }

    }

}
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();

    }


}
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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