迭代器模式 - 设计模式学习

　　迭代器模式(Iterator)，提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。

　　当你需要访问一个聚集对象，而且不管这些对象是什么都需要遍历的时候，你就应该考虑用迭代器模式。同时，你需要对聚集有多重方式遍历时们可以考虑用迭代器模式。

　　实际上，到目前为止，迭代器的实用价值不大，因为很多高级编程语言，如C#，java等本身已经把这个模式做在语言中了，就是 foreach。另外想IEnumerable接口也是为迭代器模式准备的。

　　下面给出迭代器模式的UML示例图：

　　

　　下面给出迭代器模式的代码结构：

namespace ConsoleApplication1
{
    //Iterator迭代器抽象类
    abstract class Iterator
    {
        public abstract object First();     //用于定义得到开始对象、得到下一个对象、判断是否到结尾、当前对象等抽象方法统一接口
        public abstract object Next();
        public abstract bool IsDone();
        public abstract object CurrentItem();
    }

    //Aggregate聚集抽象类
    abstract class Aggregate
    {
        public abstract Iterator CreateIterator();  //创建迭代器
    }

    class ConcreteIterator : Iterator
    {
        private ConcreteAggregate aggregate;    //定义了一个具体聚集对象
        private int current = 0;

        public ConcreteIterator(ConcreteAggregate aggregate)
        {
            this.aggregate = aggregate;     //初始化时将具体的聚集对象传入
        }

        public override object First()  //得到聚集的第一个对象
        {
            return aggregate[0];    
        }

        public override object Next()   //得到聚集的下一个对象
        {
            object ret = null;
            current++;
            if (current < aggregate.Count)
            {
                ret = aggregate[current];
            }
            return ret;
        }

        public override bool IsDone()       //判断当前是否便利到结尾，到结尾则返回true
        {
            return current >= aggregate.Count ? true : false;
        }

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

    class ConcreteAggregate : Aggregate
    {
        private IList<object> items = new List<object>();　　//声明一个IList泛型变量，用于存放聚合对象。
        public override Iterator CreateIterator()
        {
            return new ConcreteIterator(this);
        }

        public int Count
        {
            get { return items.Count; }　　//返回聚集总个数
        }

        public object this[int index]　　//声明一个索引器，对应items
        {
            get { return items[index]; }
            set { items.Insert(index, value); }
        }
    }


    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ConcreteAggregate a = new ConcreteAggregate();
            a[0] = "大鸟";
            a[1] = "小菜";
            a[2] = "行李";
            a[3] = "老外";
            a[4] = "公交内部员工";
            a[5] = "小偷";

            Iterator i = new ConcreteIterator(a);
            object item = i.First();
            while(!i.IsDone())
            {
                Console.WriteLine("{0}请买车票！",i.CurrentItem());
                i.Next();
            }

            Console.ReadKey();
        }
    }  
}

　　结果如下所示：

　　

　　在以上的代码中，为什么要有抽象的Iterator呢？因为可能会有多种对聚集的遍历方式，这是就可以实现此接口再从后倒序遍历等的代码。

　　如下，给出倒序遍历的代码：

　　增加一个类：

 class ConcreteIteratorDesc : Iterator
    {
        private ConcreteAggregate aggregate;    //定义了一个具体聚集对象
        private int current = 0;

        public ConcreteIteratorDesc(ConcreteAggregate aggregate)
        {
            this.aggregate = aggregate;     //初始化时将具体的聚集对象传入
            current = aggregate.Count - 1;
        }

        public override object First()  //得到聚集的第一个对象
        {
            return aggregate[aggregate.Count - 1];    
        }

        public override object Next()   //得到聚集的下一个对象
        {
            object ret = null;
            current--;
            if (current >= 0)
            {
                ret = aggregate[current];
            }
            return ret;
        }

        public override bool IsDone()       //判断当前是否便利到结尾，到结尾则返回true
        {
            return current <0 ? true : false;
        }

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

　　同时客户端中：

//Iterator i = new ConcreteIterator(a);
Iterator i = new ConcreteIteratorDesc(a);

　　这样就是倒序遍历了，这就是Iterator的区别。

　　以上是一般的迭代器模式，实际在.Net中是不用这么麻烦的，因为.NET框架已经准备好了相关接口，只需实现就可以了。

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //这个就是初学者代码了，.Net默认的迭代器
            IList<string> a = new List<string>();
            a[0] = "大鸟";
            a[1] = "小菜";
            a[2] = "行李";
            a[3] = "老外";
            a[4] = "公交内部员工";
            a[5] = "小偷";

            foreach(string item in a)
            {
                Console.WriteLine("{0}请买票！",item);
            }

            Console.ReadKey();
        }
    }  
}

　　在foreach里，编译器做了什么呢？

            IEnumerable<string> e = a.GetEnumerator();
            while (e.MoveNext())
            {
                Console.WriteLine("{0}请买车票！",e.Current);
            }

　　迭代器(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地访问集合内部的数据。