步步为营 .NET 设计模式学习笔记 十一、Iterator(迭代器模式)

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。

为什么要写

但现在C#的Foreach in己经替代了迭代器模式的功能,但是作为学习设计模式来说,还是很有好处的.

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

＜Design Pattern＞Iterator模式结构图如下：

alt

图1 Iterator模式结构图

迭代器模式由以下角色组成：
1.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。
2.具体迭代器角色（Concrete Iterator）：具体迭代器角色要实现迭代器接口，并要记录遍历中的当前位置。
3.容器角色（Container）：容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。
4.具体容器角色（Concrete Container）：具体容器角色实现创建具体迭代器角色的接口——这个具体迭代器角色于该容器的结构相关。

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。

alt

图2 使用选频器做例子的Iterator模式对象图

 

示例用例图：

超市顾客排队结帐，收银员一个一个顺序的结帐，正好符合我们的迭代器模式，以下是用例图：

image

 

代码设计：

先创建Cashier.cs:

view sourceprint?
01 /// <summary>
02 /// Cashier
03 /// </summary>
04 public abstract class Cashier
05 {
06     /// <summary>
07     /// First item
08     /// </summary>
09     /// <returns></returns>
10     public abstract object First();
11  
12     /// <summary>
13     /// Next item
14     /// </summary>
15     /// <returns></returns>
16     public abstract object Next();
17  
18     /// <summary>
19     /// Is complete
20     /// </summary>
21     /// <returns></returns>
22     public abstract bool IsComplete();
23  
24     /// <summary>
25     /// Current item
26     /// </summary>
27     /// <returns></returns>
28     public abstract object CurrentCustomer();
29 }

 

再创建IConsumer.cs:

view sourceprint?
01 /// <summary>
02 /// Create Cashier class
03 /// </summary>
04 public abstract class IConsumer
05 {
06     /// <summary>
07     /// Creaate Cashier
08     /// </summary>
09     /// <returns></returns>
10     public abstract Cashier CreateCashier();
11 }

 

再创建Consumer.cs:

view sourceprint?
01 /// <summary>
02 /// Consumer
03 /// </summary>
04 public  class Consumer:IConsumer
05 {
06     private IList<object> items = new List<object>();
07  
08     public override Cashier CreateCashier()
09     {
10         return new CLoseAccount(this);
11     }
12  
13     public int Count
14     {
15         get { return items.Count; }
16     }
17  
18     public object this[int index]
19     {
20         get { return items[index]; }
21         set { items.Insert(index,value); }
22     }
23 }

 

再创建CLoseAccount.cs:

view sourceprint?
01 /// <summary>
02 /// close account
03 /// </summary>
04 public class CLoseAccount : Cashier
05 {
06     private Consumer CurrentConsumer;
07  
08     private int Current = 0;
09  
10     public override object First()
11     {
12         return CurrentConsumer[0];
13     }
14  
15     public override object Next()
16     {
17         ++Current;
18         if (Current < CurrentConsumer.Count)
19             return CurrentConsumer[Current];
20         else
21             return (object)null;
22     }
23  
24     public override bool IsComplete()
25     {
26         return CurrentConsumer.Count > Current ? true : false;
27     }
28  
29     public override object CurrentCustomer()
30     {
31         return CurrentConsumer[Current];
32     }
33  
34     public CLoseAccount(Consumer consumer)
35     {
36         this.CurrentConsumer = consumer;
37     }
38 }

 

最后调用:

view sourceprint?
01 public partial class Run : Form
02  {
03      public Run()
04      {
05          InitializeComponent();
06      }
07  
08      private void btnRun_Click(object sender, EventArgs e)
09      {
10  
11  
12          Consumer consumer = new Consumer();
13          consumer[0] = "顾客A";
14          consumer[1] = "顾客B";
15          consumer[2] = "顾客C";
16          consumer[3] = "顾客D";
17          consumer[4] = "顾客E";
18          consumer[5] = "顾客F";
19          consumer[6] = "顾客G";
20          consumer[7] = "顾客H";
21          Cashier cashier = new CLoseAccount(consumer);
22          object custom = cashier.First();
23          rtbResult.AppendText("顾客排队结帐开始.\n");
24          while (cashier.IsComplete())
25          {
26              rtbResult.AppendText(string.Format("{0}正在结帐.\n", cashier.CurrentCustomer()));
27              cashier.Next();
28          }
29          rtbResult.AppendText("结帐完成.\n");
30      }
31  }

 

结果如下图:

image

效果及实现要点

1．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。

2．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。

3．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)。

优点：
1．支持以不同的方式遍历一个容器角色。根据实现方式的不同，效果上会有差别。
2．简化了容器的接口。但是在IList中为了提高可扩展性，容器还是提供了遍历的接口。
3．对同一个容器对象，可以同时进行多个遍历。因为遍历状态是保存在每一个迭代器对象中的。
总结

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。

posted @ 2011-06-01 23:34  网络金领  阅读(218)  评论(0)  编辑  收藏  举报