设计模式【迭代器模式Iterator Pattern】

迭代器模式

迭代器模式(Iterator Pattern)是 Java 和 .Net 编程环境中非常常用的设计模式。这种模式用于顺序访问集合对象的元素,不需要知道集合对象的底层表示。

迭代器模式属于行为型模式。

介绍

意图:提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又无须暴露该对象的内部表示。

主要解决:不同的方式来遍历整个整合对象。

何时使用:遍历一个聚合对象。

如何解决:把在元素之间游走的责任交给迭代器,而不是聚合对象。

关键代码:定义接口:hasNext, next。

应用实例:JAVA 中的 iterator,C#的Enumerator

优点: 1、它支持以不同的方式遍历一个聚合对象。 2、迭代器简化了聚合类。 3、在同一个聚合上可以有多个遍历。 4、在迭代器模式中,增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码。

缺点:由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离,增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类,类的个数成对增加,这在一定程度上增加了系统的复杂性。

使用场景: 1、访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。 2、需要为聚合对象提供多种遍历方式。 3、为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

注意事项:迭代器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。

实现

我们将创建一个叙述导航方法的 Iterator 接口和一个返回迭代器的 Container 接口。实现了 Container 接口的实体类将负责实现 Iterator 接口。

IteratorPatternDemo,我们的演示类使用实体类 NamesRepository 来打印 NamesRepository 中存储为集合的 Names

迭代器模式的 UML 图

步骤 1

创建接口。

Iterator.cs

namespace IteratorPattern
{
    interface Iterator
    {
        bool hasNext();
        object next();
    }
}

Container.cs

namespace IteratorPattern
{
    interface Container
    {
        Iterator getIterator();
    }
}

步骤 2

创建实现了 Container 接口的实体类。该类有实现了 Iterator 接口的内部类 NameIterator

NameRepository.cs

namespace IteratorPattern
{
    class NameRepository : Container
    {
        public string[] names = { "Robert", "John", "Julie", "Lora" };

        public Iterator getIterator()
        {
            return new NameIterator(names);
        }

        public class NameIterator : Iterator
        {
            int index;
            string[] namesOrigin = null;
            public NameIterator(string[] names)
            {
                namesOrigin = names;
            }
            public bool hasNext()
            {
                if (index < namesOrigin.Length)
                    return true;
                return false;
            }

            public object next()
            {
                if(this.hasNext())
                {
                    return namesOrigin[index++];
                }
                return null;
            }
        }
    }
}

步骤 3

使用 NameRepository 来获取迭代器,并打印名字。

IteratorPatternDemo.cs

using System;
namespace IteratorPattern
{
    class IteratorPatternDemo
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            NameRepository namesRepository = new NameRepository();
            for (Iterator iter = namesRepository.getIterator(); iter.hasNext(); )
            {
                string name = (string)iter.next();
                Console.WriteLine("Name : " + name);
            }
            Console.Read();
        }
    }
}

步骤 4

验证输出。

Name : Robert
Name : John
Name : Julie
Name : Lora


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