.NET下的迭代器(Iterator)模式

一.集合的内部结构和外部访问
 
二.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.
三.意图(Intent)
    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。-----《设计模式》GoF
四.Iterator模式的几个要点
     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。
五.结构

六.实例代码
   要实现迭代器需要实现的2个接口：

public interface IEnuerable
{
   IEnumerator GetEnumerator();
}
public interface IEnumator
{
   Object current { get;}
   bool MoveNext();
   void Reset();
}

C#1.1和C#2.0的迭代器有不同的实现，但实质是一样的。
C#1.1中的实现:

  public class MyCollection : IEnumerable
    {
        int[] items;
        public MyCollection()
        {
            items = new int[5] { 12, 33, 44, 55, 66 };
        }
        public IEnumerator GetEnumerator()
        { return new MyEnumerator(this); }
        private class MyEnumerator : IEnumerator
        {
            int nIndex;
            MyCollection collection;
            public MyEnumerator(MyCollection coll)
            {
                collection = coll;
                nIndex = -1;
            }
            public bool MoveNext()
            {
                nIndex++;
                return (nIndex < collection.items.GetLength(0));
            }
            public object Current
            {
                get
                {
                    return (collection.items[nIndex]);
                }
            }
            public void Reset()
            {
                nIndex = -1;
            }
        }
    }

 public class AppCharles
    {
        public static void Main()
        {
            MyCollection col = new MyCollection();
            foreach (int c in col)
            {
                Console.WriteLine(c);
            }
        }
    }

  上面的foreach语句实际上是:

  //完全抽象于（不依赖）具体的集合结构的访问操作
            IEnumerator ator = col.GetEnumerator();
            while (ator.MoveNext())
            {
                int i = (int)ator.Current;
                //ator.Current=100;可以，但C#禁止------更改结构
                //ator.Remove(i);绝对禁止--------更改结构
                //i=100;//没有更改的效果
                Console.WriteLine(i);
            }

C#2.0的实现:

 public class Stack : IEnumerable
    {
        int[] items;
        public Stack()
        {
            items = new int[5] { 11, 22, 33, 44, 55 };
        }
        public IEnumerator GetEnumerator()
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                yield return items[i];
            }
        }
    }

用ildasm工具查看il代码如下:可以看出编译器层面上实际上同C#1.1那样在后台动态添加一个内部类,只是在表面层上省略了让编译器帮我们来实现(实际上也是动态的生成一个内部类)
。
补充:
迭代器器中的yield语句
1.使用yield return 产生枚举元素

 for (int i = count - 1; i >= 0; --i)
            {
                yield return items[i];
            }

2.使用yield break中断迭代

 for (int i = count - 1; i >= 0; --i)
            {
                yield return items[i];
                if (items[i] > 10)
                    yield break;
            }

推荐资源
* 《设计模式：可复用面向对象软件的基础》GoF
* 《面向对象分析与设计》Grady Booch
* 《敏捷软件开发：原则、模式与实践》Robert C. Martin
* 《重构：改善既有代码的设计》Martin Fowler
* 《Refactoring to Patterns》Joshua Kerievsky
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