通俗易懂設計模式解析——迭代器模式

前言

　　今天我們一起看看行為模式中的迭代器模式，迭代是重覆反饋過程的活動，其目的通常是為了接近併到達所需的目標或結果。在系統開發中簡單說可以理解成遍歷。這種模式用於順序訪問集合對象的元素，不需要知道集合對象的底層或者內部表示。

迭代器模式介紹

一、來由

　　在系統開發中，集合對象內部表示各不相同。底層構造也盡不相同。對於這些對象，我們希望在不暴露其底層和內部表示的同時，可以使外部客戶訪問其中元素。迭代器模式就為這一需求提供了極其優雅的實現。

二、意圖

　　提供一種方法順序訪問一個聚合對象中各個元素, 而又無須暴露該對象的內部表示。

三、案例圖

四、迭代器模式代碼示例

我們從上面的案例圖可見，迭代器模式主要包含以下四個部分：

抽象迭代器：定義了訪問和遍歷元素的介面，然後在其子類中實現這些方法。

具體迭代器：實現抽象迭代器介面，完成對集合對象的遍歷。同時對遍歷時的位置進行跟蹤。

抽象聚合類：主要用於儲存對象，創建相應的迭代器對象的介面。帶有一個createIterator()方法用於創建迭代器對象。

具體聚合類：實現創建相應的迭代器對象的介面，實現createIterator()方法，並且返回與該具體聚合相對應的具體迭代器ConcreteIterator實例。

介紹完迭代器模式之後，接下來我們具體來看看迭代器模式的具體實現吧。具體如下：

namespace Iterator_Pattern
{
    class IteratorPattern
    {
    }

    /// <summary>
    /// 抽象聚合類、包含一個創建迭代器對象的方法
    /// </summary>
    public interface IListAggregate
    {
        Iterator GetIterator();
    }

    /// <summary>
    /// 抽象迭代器、包含訪問和遍歷元素的方法
    /// </summary>
    public interface Iterator
    {
        /// <summary>
        /// 是否有下一個元素
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        bool IsNext();
        /// <summary>
        /// 獲取當前元素位置
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        object GetCurrentIndex();
        /// <summary>
        /// 獲取下一個元素
        /// </summary>
        void Next();
        /// <summary>
        /// 獲取第一個元素、相當於重置
        /// </summary>
        void Start();
    }

    /// <summary>
    /// 具體聚合類
    /// </summary>
    public class ConcreteListAggregate : IListAggregate
    { 
        string[] list;
        public ConcreteListAggregate()
        {
            list = new string[] { "張三", "李四", "王五", "趙六" };
        }

        /// <summary>
        /// 創建迭代器對象
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public Iterator GetIterator()
        {
            return new ConcreteIterator(this);
        }

        /// <summary>
        /// 獲取對象長度
        /// </summary>
        public int Length
        {
            get { return list.Length; }
        }

        /// <summary>
        /// 獲取指定位置元素
        /// </summary>
        /// <param name="index"></param>
        /// <returns></returns>
        public object GetItem(int index)
        {
            return list[index];
        } 
    }

    public class ConcreteIterator : Iterator
    {
        private ConcreteListAggregate _list;
        private int _index;

        public ConcreteIterator(ConcreteListAggregate list)
        {
            _list = list;
            _index = 0;

        }

        public object GetCurrentIndex()
        {
            return _list.GetItem(_index);
        }

        public bool IsNext()
        {
            if (_index<_list.Length)
            {
                return true;
            }
            return false;
        }

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

        public void Start()
        {
            _index = 0;
        }
    }
}

namespace Iterator_Pattern
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //獲取迭代器對象

            IListAggregate listAggregate = new ConcreteListAggregate();
            Iterator iterator = listAggregate.GetIterator(); 
            while (iterator.IsNext())
            {
                var result = iterator.GetCurrentIndex();
                Console.WriteLine(result);
                iterator.Next();

            }
        }
    }
}

使用場景及優缺點

一、使用場景

1、訪問聚合對象的內容不需要暴露其內部表示。

2、需要為聚合對象提供多種遍歷方式。

3、為了遍歷不同的聚合結構對象提供統一的介面

二、優點

1、訪問聚合對象內容時無需暴露其內部表示。

2、迭代器模式為不同的聚合結構對象提供了統一的介面。

3、在同一個聚合對象上可以實現多種遍歷。

4、增加新的聚合類和迭代類較為方便，無需修改之前的代碼

三、缺點

1、迭代器模式將存儲數據和遍曆數據的責任進行了分離。增加新的聚合類型的時候需要增加新的迭代器類。存在成對增加的。增加了系統的複雜性。

總結

　　迭代器模式到這裡就介紹完了。迭代器模式就是通過迭代器類將集合對象的遍歷行為進行區分開來。這樣一來就可以不暴露集合對象的內部表示了。又可以使外部能正常的使用訪問其元素。這個模式並不複雜。把握好其中每個角色的職責，進行連貫就好了。在.Net中我們也可以發現一個現成的迭代器模式。這也是最好的教程案例。IEnumerable作為了一個抽象聚合類、IEnumerator作為一個抽象迭代器。在System.Collections命名空間之下。有興趣深究的可以去研究下。

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