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步步为营 .NET 设计模式学习笔记 十一、Iterator(迭代器模式)

2011-04-19

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

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:

print?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()

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