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玩转集合容器,『迭代器模式』

玩转集合容器,『迭代器模式』

作者: 圣杰 | 来源:发表于2017-01-02 16:17 被阅读85次

    目录:设计模式之小试牛刀
    源码路径:Github-Design Pattern


    定义(Iterator Pattern):

    提供一种方法访问一个容器对象中各个元素,而又不需暴露该对象的内部细节

    类图:

    迭代器通用类图
    • 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(可以理解为抽象容器角色)
    • 具体聚合角色(Concrete Aggregate):具体聚合角色实现聚合角色接口(可以理解为具体容器角色)。

    启示:

    迭代器是针对集合对象而生的,对于集合对象,主要涉及到对集合元素的添加删除操作以及遍历。如果把这些操作都实现在集合对象中,就违法了SRP(单一职责原则)。为了遵循SRP,我们需要针对集合容器,剥离这些集合操作。迭代器模式就是用迭代器类来承担遍历集合元素的职责。

    代码:

    首先定义一个集合接口,其中定义了一个获取迭代器的方法。

       public interface IListCollection
        {
            Iterator GetIterator();
        }
    

    然后再来定义一个迭代器接口,其中主要包含四个方法。

        public interface Iterator
        {
            bool MoveNext();
            Object GetCurrent();
            void Next();
            void Reset();
        }
    

    接下来看看,定义的具体集合类,为了演示方便,在构造函数中初始化了一个string 数组。

         public class ConcreteList : IListCollection
        {
            readonly string[] _collection;
            public ConcreteList()
            {
                _collection = new string[] { "A", "B", "C", "D" };
            }
    
            public Iterator GetIterator()
            {
                return new ConcreteIterator(this);
            }
    
            public int Length
            {
                get { return _collection.Length; }
            }
    
            public string GetElement(int index)
            {
                return _collection[index];
            }
        }
    

    最后,来看看迭代器的具体实现。

        // 具体迭代器类
        public class ConcreteIterator : Iterator
        {
            // 迭代器要集合对象进行遍历操作,自然就需要引用集合对象
            private ConcreteList _list;
            private int _index;
    
            public ConcreteIterator(ConcreteList list)
            {
                _list = list;
                _index = 0;
            }
    
            public bool MoveNext()
            {
                if (_index < _list.Length)
                {
                    return true;
                }
                return false;
            }
    
            public Object GetCurrent()
            {
                return _list.GetElement(_index);
            }
    
            public void Reset()
            {
                _index = 0;
            }
    
            public void Next()
            {
                if (_index < _list.Length)
                {
                    _index++;
                }
    
            }
        }
    

    迭代器主要是维护了一个指针(index),用来定位当前元素在集合的位置。通过移动指针,来达到对集合元素的增删遍历。
    最后看下测试类:

           static void Main(string[] args)
            {
                Console.WriteLine("迭代器模式:");
                IListCollection list = new ConcreteList();
                var iterator = list.GetIterator();
                while (iterator.MoveNext())
                {
                    int i = (int)iterator.GetCurrent();
                    Console.WriteLine(i.ToString());
                    iterator.Next();
                }
                Console.Read();
            }
    

    结果自然就是依次输出集合元素。

    总结:

    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,其中定义了GetEnumerator()方法。

    优缺点:

    优点:
    1.访问一个集合对象内部,而不需要暴露内部表示。
    2.迭代器模式针对集合对象,都可以使用,重用性高。
    缺点:
    在遍历集合对象时,不能对集合对象进行修改,否则会throw exception。

    应用场景:

    • 系统需要访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
    • 系统需要支持对聚合对象的多种遍历。
    • 该模式在.net中,可以通过实现IEnumberable接口即可,不再需要单独实现。

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