设计模式笔记 17. Iterator 迭代器模式(行为型模式)

  

17. Iterator 迭代器模式      2008-09-09

动机(Motivation)

在软件构建过程中，集合对象内部结构常常变化各异。但对于这些集合对象，我们希望在不暴露其内部结构的同时，可以让外部客户代码透明地访问其中包含的元素；同时这种“透明遍历”也为“同一种算法在多种集合对象上进行操作”提供了可能。

使用面向对象技术将这种遍历机制抽象为“迭代器对象”为“应对变化中的集合对象”提供了一种优雅的方式。

意图(Intent)

提供一种方法顺序访问一个集合对象中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。                                ——《设计模式》GoF

 

 

基本代码：

    //聚焦抽象类
    abstract class Aggregate
    {
        public abstract Iterator CreateIterator();
    }

 

    //具体聚焦类，继承Aggregate
    class ConcreteAggregate : Aggregate
    {
        private IList<object> items = new List<object>();
        public override Iterator CreateIterator()
        {
            return new ConcreteIterator(this);
        }

        public int Count
        {
            get { return items.Count; }
        }

        public object this[int index]
        {
            get { return items[index]; }
            set { items.Insert(index, value); }
        }
    }

 

//迭代抽象类，用于定义得到开始对象，得到下一个对象，判断是否结尾，当前对象等抽象方法，统一接口
abstract class Iterator
{
    public abstract object First();
    public abstract object Next();
    public abstract bool IsDone();
    public abstract object CurrentItem();
}

 

    //具体迭代器类，继承Iterator，实现开始下一个、是否结尾、当前对象等方法
    class ConcreteIterator : Iterator
    {
        private ConcreteAggregate aggregate;
        private int current = 0;

        public ConcreteIterator(ConcreteAggregate aggregate)
        {
            this.aggregate = aggregate;
        }

        public override object First()
        {
            return aggregate[0];
        }

        public override object Next()
        {
            object ret = null;
            current++;

            if (current < aggregate.Count)
            {
                ret = aggregate[current];
            }

            return ret;
        }

        public override object CurrentItem()
        {
            return aggregate[current];
        }

        public override bool IsDone()
        {
            return current >= aggregate.Count ? true : false;
        }
    }

 

反向遍历：

    //反向遍历
    class ConcreteIteratorDesc : Iterator
    {
        private ConcreteAggregate aggregate;
        private int current = 0;

        public ConcreteIteratorDesc(ConcreteAggregate aggregate)
        {
            this.aggregate = aggregate;
            current = aggregate.Count - 1;
        }

        public override object First()
        {
            return aggregate[aggregate.Count - 1];
        }

        public override object Next()
        {
            object ret = null;
            current--;

            if (current >= 0)
            {
                ret = aggregate[current];
            }

            return ret;
        }

        public override object CurrentItem()
        {
            return aggregate[current];
        }

        public override bool IsDone()
        {
            return current <0 ? true : false;
        }
    }

 

客户端代码：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ConcreteAggregate a = new ConcreteAggregate();
            a[0] = "a"; a[1] = "b"; a[2] = "c"; a[3] = "d"; a[4] = "e"; a[5] = "f";

            Iterator i = new ConcreteIterator(a);
            //Iterator i = new ConcreteIteratorDesc(a);
            object item = i.First();
            while (!i.IsDone())
            {
                Console.Write("{0}", i.CurrentItem());
                i.Next();
            }

            Console.Read();
        }
    }

 

Iterator的几个要点：

迭代抽象：访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。

迭代多态：为遍历不同的集合结构提供一个统一的接口，从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作。

迭代器的健壮性考虑：遍历的同时更改迭代器所在的集合结构，会导致问题。

适用性：

1．访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。

2．支持对聚合对象的多种遍历。

3．为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口(即, 支持多态迭代)。