iOS设计模式 ─── 抽象集合

抽象集合，跟我们常说的那些集合（数组，字典）是不一样的，它们只是一种抽象的结构。可以把组合体想象为一个实体，它包含着同一类型的其他实体。整个结构就像由父节点实体和子节点实体连接而成的树。而迭代器，其实是拥有集合，用自己的策略来帮集合遍历。
涉及到抽象集合的有以下两种设计模式：
① 组合（形成一种可以统一处理的抽象结构）
② 迭代器（抽离集合的迭代职能）

一. 组合

组合模式让我们可以把相同基类型的对象组合到树状结构中，其中的父节点包含同类型的子节点。这种树形结构形成“部分-整体”的层次结构，它既包含对象的组合又包含作为叶节点的单个对象的一种层次结构。每个组合体包含的其他节点，可以是叶节点或者是其他组合体。因为每个组合或叶节点有相同的基类型，同样的操作可应用于它们中的每一个，而不必在客户端作类型检查。客户端对组合与叶节点进行操作时可以忽视它们之间的差别。
Component是定义了Leaf类和Composite类的共同操作的基接口。有些操作只对Composite有意义，比如 add:Component、remove:Component和getChild:int。Leaf类不实现这些方法（只是空实现）。而不是只把这些方法放在Composite类中，因为我们不想让客户端在运行时知道它们在处理哪种类型的节点，也不想把组合结构的内部细节暴露给客户端。这样，客户端可以对它们进行统一的处理。

组合模式.png

每一个节点代表一个叶节点或者组合体节点。Leaf节点不包含同类型的子节点，而Composite包含同一基类型的子节点。由于Leaf类与Composite类有同样的接口，任何对Composite类型的操作也能安全地应用到Leaf和Composite。在最终的父节点，整个聚合体结构可以当做Composite来使用。

组合模式.png

举个例子：在Cocoa Touch框架中，UIView被组织成一个组合结构。每个UIView的实例可以包含UIView的其他实例，形成统一的树形结构。让客户端对单个UIView对象和UIView的组合统一对待。
视图组合结构参与绘图事件处理。当请求父视图为其显示进行渲染时，消息会先在父视图被处理，然后传给子视图。消息会传播到遍及整个树的其他子视图，因为他们都是相同的类型。

组合模式的主要意图是让树形结构中的每个节点具有相同的抽象接口。这样整个结构可作为一个统一的抽象结构使用，而不暴露其内部实现。对每个节点（叶节点或组合体）的任何操作，通过协议或抽象基类中定义的相同接口来进行。
对这个结构新增的操作可以用访问者模式来实现，让访问者访问每一个节点进行进一步的处理，而不必修改现有的组合结构。组合结构的内部表示不应修改现有的组合结构，所以需要和迭代器模式一起使用，来遍历组合对象中的每一个项目。

在以下情况，考虑使用组合模式：

• 想获得对象抽象的树形表示（部分-整体层次结构）
• 想让客户端统一处理组合结构中的所有对象

二. 迭代器

迭代器提供了一种顺序访问聚合对象（集合）中元素的方法，而无需暴露结构的底层表示和细节。遍历集合中元素的职能从集合本身转移到迭代器对象（以免集合对象本身变得非常复杂）。迭代器定义了一个用于访问集合元素并记录当前元素的接口，不同的迭代器可以执行不同的遍历策略（便于灵活选择）。
如下类图，抽象的Aggregate（集合）定义了createIterator方法，它返回一个Iterator对象，ConcreteAggregate对象继承Aggregate，重载createIterator方法并返回ConcreteIterator的实例。Iterator抽象类定义了所有Iterator应具有的基本迭代行为。客户端会使用定义好的抽象接口来遍历任何Aggregate类型对象中的元素。

迭代器模式.png

以Cocoa Touch框架中的枚举为例：（本质就是用了迭代器模式，除了下面这种还有基于块的枚举，快速枚举等）

// 集合的实例（ConcreteAggregate）
NSArray *array = @[@"1",@"2",@"3"];
// 迭代器的实例（ConcreteIterator）→ 由array内部生成
NSEnumerator *enumerator = [array objectEnumerator];
while ([enumerator nextObject]) {
    //遍历array
    NSLog(@"%@");
}

迭代器有两种类型：外部迭代器和内部迭代器。
外部迭代器让客户端直接操作迭代过程，所以客户端需要知道外部迭代器才能使用。另一种情况是，集合对象在内部维护并操作一个外部迭代器。提供内部迭代器的典型的集合对象为客户端定义一个接口，或者从底层的集合一次访问一个元素，或者向每个元素发送消息。

外部迭代器和内部迭代器.png

// 外部迭代器（集合生成一个迭代器，外界可以通过该工厂获取到，也可以传入不同的参数来选择不同的迭代器）
- (NSEnumerator *) enumerator
{
  return [[[MarkEnumerator alloc] initWithMark:self] autorelease];
}
// 内部迭代器（集合生成一个迭代器，然后只在自身使用，没让外界知道）
- (void) enumerateMarksUsingBlock:(void (^)(id  item, BOOL *stop)) block
{
  BOOL stop = NO;
  NSEnumerator *enumerator = [self enumerator];
  for (id  mark in enumerator)
  {
    block (mark, &stop);
    if (stop)
      break;
  }
}

迭代器模式与访问者模式有些类似，尤其是把遍历算法放在访问者模式中或者在遍历聚合体时让内部迭代器对元素进行操作的时候。
组合模式常常依靠迭代器来遍历其递归结构。多态的迭代器依靠工厂方法来实例化适当的迭代器具体子类。有时候，备忘录跟迭代器模式一起使用，迭代器可以使用备忘录来截取迭代的状态，迭代器在内部保存备忘录，在以后从它恢复其内部状态。

在以下情况，需要考虑使用迭代器模式：

• 需要访问组合对象的内容，而又不暴露其内部表示。
• 需要通过多种方式遍历组合对象。
• 需要提供一个统一的接口，用来遍历各种类型的组合对象。