迭代器模式

引言

在面向对象编程中，经常遇到集合对象，在对其操作时重点工作有：1、集合内部数据的存储，2、集合内部数据的查询。在面向对象设计原则中有一条是单一职责原则，所以要分离这些职责，用不同的类承担不同的责任。迭代器就是针对集合产生的，用来遍历集合元素的职责。

迭代器模式

• 定义
  提供一种顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴漏该对象集合内部数据结构的方法。
• 架构图
  
  如上图所示，在迭代器模式中，迭代器需要承担遍历集合对象的职责，所以将对象升级为个集合，也就是聚合类，为了遍历则为聚合类提供一个迭代器类。在针对接口编程中，可以为聚合接口、迭代器接口，再加上接口的实现，四个类就产生了。
  从上图可以看出，迭代器模式由以下角色组成：
  
  • 迭代器角色（Iterator）：迭代器角色负责定义访问和遍历元素的接口
  • 具体迭代器角色（Concrete Iteraror）：具体迭代器角色实现了迭代器接口，并需要记录遍历中的当前位置。
  • 聚合角色（Aggregate）：聚合角色负责定义获得迭代器角色的接口
  • 具体聚合角色（Concrete Aggregate）：具体聚合角色实现聚合角色接口。
    具体聚合角色依赖于具体迭代器（产生具体迭代器），同时具体迭代器调用具体聚合角色，对它进行迭代。

程序设计

实现对一个集合类的查询功能。

1. 程序设计图
   
2. 程序代码

public interface IAggergate 
{
    IIterator CreateIterator();

}

public interface IIterator 
{
    bool HasNext();

    void Next();

    void First();

    object CueerntItem();

}

public class ConcreteAggergate : IAggergate
{
    int [] num;
    public ConcreteAggergate()
    {
         num = new int[]{1,2,3,4};
    }
    //提供聚合类中供遍历集合的长度
    public int Length()
    {
        return num.Length;
    }

    //提供遍历查询的值
    public int GetElement(int index)
    {
        return num[index];
    }
    public virtual IIterator CreateIterator()
    {
        return new ConcreteIterator(this);
    }

}
ublic class ConcreteIterator : IIterator
{
    int position = -1;
    //因为要对Concrete对象遍历
    ConcreteAggergate _list;
    //关键在迭代器中传入需要操作的对象，对象提供长度和值得函数，供调用。
    public ConcreteIterator(ConcreteAggergate list)
    {
        _list = list;
        position = 0;
    }

    public virtual bool HasNext()
    {
        if (position >= _list.Length())
        {
            return false;
        }
        else
            return true;

    }

    public virtual void Next()
    {
        if (position < _list.Length())
        {
            position++;
        }       
    }

    public virtual void First()
    {
        position = 0;
    }

    public virtual object CueerntItem()
    {
        return _list.GetElement(position);
    }

}

//程序调用程序

public class program
{
    public static void Main(string [] args)
    {
        IAggergate age = new ConcreteAggergate();
        IIterator tor = age.CreateIterator();
        while(tor.HasNext())
        {
            int i = (int)tor.CueerntItem();
            Console.WriteLine(i.ToString());
            tor.Next();
        }

    }
}

 

迭代器模式的实现

• 为迭代器和聚类分别建立接口，以及接口的具体实现类

• 迭代器接口有常用的查询、初始化等功能，聚类接口创建迭代器（就是将在具体实体类中将自己传入到迭代器中以供调用）

  Net中迭代器模式的应用

在.NET下，迭代器模式中的聚集接口和迭代器接口都已经存在了，其中IEnumerator接口扮演的就是迭代器角色，IEnumberable接口则扮演的就是抽象聚集的角色

//IEnumable是个抽象聚类
public class Persons : IEnumerable 
{ 
    string[] m_Names; 
//只有类实现了IEnumerable才能在foreach调用。
    public Persons(params string[] Names) 
    { 
        m_Names = new string[Names.Length]; 

        Names.CopyTo(m_Names,0); 
    } 

    public IEnumerator GetEnumerator() 
    { 
        foreach (string s in m_Names) 
        { //通过yield自动实现了返回集合
            yield return s; 
        } 
    } 
} 

class Program 
{ 
    static void Main(string[] args) 
    { 
        Persons arrPersons = new Persons("Michel","Christine","Mathieu","Julien"); 

        foreach (string s in arrPersons) 
        { 
            Console.WriteLine(s); 
        }

        Console.ReadLine(); 
    } 
}

 

综述

代器模式就是抽象一个迭代器类来分离了集合对象的遍历行为，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地访问集合内部的数据。迭代器模式使得访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示，即迭代抽象。迭代器模式为遍历不同的集合结构提供了一个统一的接口，从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作。

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