.NET设计模式(18):迭代器模式(Iterator Pattern)(转)
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。
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
Iterator模式结构图如下:
图1 Iterator模式结构图
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。
图2 使用选频器做例子的Iterator模式对象图
Iterator模式解说
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。下面看一个简单的示意性例子,类结构图如下:
图3 示例代码结构图
首先有一个抽象的聚集,所谓的聚集就是就是数据的集合,可以循环去访问它。它只有一个方法GetIterator()让子类去实现,用来获得一个迭代器对象。
/// 抽象聚集
/// </summary>
public interface IList
{
IIterator GetIterator();
}
抽象的迭代器,它是用来访问聚集的类,封装了一些方法,用来把聚集中的数据按顺序读取出来。通常会有MoveNext()、CurrentItem()、Fisrt()、Next()等几个方法让子类去实现。
/// 抽象迭代器
/// </summary>
public interface IIterator
{
bool MoveNext();
Object CurrentItem();
void First();
void Next();
}
具体的聚集,它实现了抽象聚集中的唯一的方法,同时在里面保存了一组数据,这里我们加上Length属性和GetElement()方法是为了便于访问聚集中的数据。
/// 具体聚集
/// </summary>
public class ConcreteList : IList
{
int[] list;
public ConcreteList()
{
list = new int[] { 1,2,3,4,5};
}
public IIterator GetIterator()
{
return new ConcreteIterator(this);
}
public int Length
{
get { return list.Length; }
}
public int GetElement(int index)
{
return list[index];
}
}
具体迭代器,实现了抽象迭代器中的四个方法,在它的构造函数中需要接受一个具体聚集类型的参数,在这里面我们可以根据实际的情况去编写不同的迭代方式。
/// 具体迭代器
/// </summary>
public class ConcreteIterator : IIterator
{
private ConcreteList list;
private int index;
public ConcreteIterator(ConcreteList list)
{
this.list = list;
index = 0;
}
public bool MoveNext()
{
if (index < list.Length)
return true;
else
return false;
}
public Object CurrentItem()
{
return list.GetElement(index) ;
}
public void First()
{
index = 0;
}
public void Next()
{
if (index < list.Length)
{
index++;
}
}
}
简单的客户端程序调用:
/// 客户端程序
/// </summary>
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
IIterator iterator;
IList list = new ConcreteList();
iterator = list.GetIterator();
while (iterator.MoveNext())
{
int i = (int)iterator.CurrentItem();
Console.WriteLine(i.ToString());
iterator.Next();
}
Console.Read();
}
}
一个简单的迭代器示例就结束了,这里我们并没有利用任何的.NET特性,在C#中,实现Iterator模式已经不需要这么麻烦了,已经C#语言本身就有一些特定的实现,下面会说到。
.NET中的Iterator模式
在.NET下实现Iterator模式,对于聚集接口和迭代器接口已经存在了,其中IEnumerator扮演的就是迭代器的角色,它的实现如下:
{
object Current
{
get;
}
bool MoveNext();
void Reset();
}
属性Current返回当前集合中的元素,Reset()方法恢复初始化指向的位置,MoveNext()方法返回值true表示迭代器成功前进到集合中的下一个元素,返回值false表示已经位于集合的末尾。能够提供元素遍历的集合对象,在.Net中都实现了IEnumerator接口。
IEnumerable则扮演的就是抽象聚集的角色,只有一个GetEnumerator()方法,如果集合对象需要具备跌代遍历的功能,就必须实现该接口。
{
IEumerator GetEnumerator();
}
下面看一个在.NET1.1下的迭代器例子,Person类是一个可枚举的类。PersonsEnumerator类是一个枚举器类。这个例子来自于http://www.theserverside.net/,被我简单的改造了一下。
{
public string[] m_Names;
public Persons(params string[] Names)
{
m_Names = new string[Names.Length];
Names.CopyTo(m_Names,0);
}
private string this[int index]
{
get
{
return m_Names[index];
}
set
{
m_Names[index] = value;
}
}
public IEnumerator GetEnumerator()
{
return new PersonsEnumerator(this);
}
}
public class PersonsEnumerator : IEnumerator
{
private int index = -1;
private Persons P;
public PersonsEnumerator(Persons P)
{
this.P = P;
}
public bool MoveNext()
{
index++;
return index < P.m_Names.Length;
}
public void Reset()
{
index = -1;
}
public object Current
{
get
{
return P.m_Names[index];
}
}
}
来看客户端代码的调用:
{
static void Main(string[] args)
{
Persons arrPersons = new Persons("Michel","Christine","Mathieu","Julien");
foreach (string s in arrPersons)
{
Console.WriteLine(s);
}
Console.ReadLine();
}
}
程序将输出:
Christine
Mathieu
Julien
现在我们分析编译器在执行foreach语句时到底做了什么,它执行的代码大致如下:
{
static void Main(string[] args)
{
Persons arrPersons = new Persons("Michel","Christine","Mathieu","Julien");
IEnumerator e = arrPersons.GetEnumerator();
while (e.MoveNext())
{
Console.WriteLine((string)e.Current);
}
Console.ReadLine();
}
}
可以看到这段代码跟我们最前面提到的示例代码非常的相似。同时在这个例子中,我们把大部分的精力都花在了实现迭代器和可迭代的类上面,在.NET2.0下面,由于有了yield return关键字,实现起来将更加的简单优雅。下面我们把刚才的例子在2.0下重新实现一遍:
{
string[] m_Names;
public Persons(params string[] Names)
{
m_Names = new string[Names.Length];
Names.CopyTo(m_Names,0);
}
public IEnumerator GetEnumerator()
{
foreach (string s in m_Names)
{
yield return s;
}
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Persons arrPersons = new Persons("Michel","Christine","Mathieu","Julien");
foreach (string s in arrPersons)
{
Console.WriteLine(s);
}
Console.ReadLine();
}
}
程序将输出:
Christine
Mathieu
Julien
实现相同的功能,由于有了yield return关键字,变得非常的简单。好了,关于.NET中的Iterator模式就说这么多了,更详细的内容大家可以参考相关的资料。
效果及实现要点
1.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。
2.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。
3.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。
适用性
1.访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
2.支持对聚合对象的多种遍历。
3.为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口(即, 支持多态迭代)。
总结
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。
参考资料
Erich Gamma等,《设计模式:可复用面向对象软件的基础》,机械工业出版社
Robert C.Martin,《敏捷软件开发:原则、模式与实践》,清华大学出版社
阎宏,《Java与模式》,电子工业出版社
Alan Shalloway James R. Trott,《Design Patterns Explained》,中国电力出版社
MSDN WebCast 《C#面向对象设计模式纵横谈(18):Iterator 迭代器模式(行为型模式)》
.NET设计模式(18):迭代器模式(Iterator Pattern)(转)相关推荐
- 设计模式 - 迭代器模式(iterator pattern) 具体解释
迭代器模式(iterator pattern) 详细解释 本文地址: http://blog.csdn.net/caroline_wendy 迭代器模式(iterator pattern) : 提供一 ...
- 设计模式:迭代器模式(Iterator Pattern)
迭代器模式(Iterator Pattern): 属于行为型模式,提供一种遍历集合元素的统一接口,用一致的方法遍历集合元素,不需要知道集合对象的底层表示,即: 不暴露其内部结构.
- 解读设计模式----迭代器模式(Iterator Pattern),谁才是迭代高手
一.你在开发中使用过迭代吗? 当你在使用JavaScript开发客户端应用的时候使用过for...in吗? 1<script type="text/javascript&q ...
- 设计模式之迭代器模式(Iterator)摘录
23种GOF设计模式一般分为三大类:创建型模式.结构型模式.行为模式. 创建型模式抽象了实例化过程,它们帮助一个系统独立于如何创建.组合和表示它的那些对象.一个类创建型模式使用继承改变被实例化的类,而 ...
- 33迭代器模式(Iterator Pattern)
动机(Motivate): 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" ...
- 迭代器模式(Iterator pattern)
一. 引言 迭代这个名词对于熟悉Java的人来说绝对不陌生.我们常常使用JDK提供的迭代接口进行java collection的遍历: Iterator it = list.iterator(); w ...
- 【java设计模式】【行为模式Behavioral Pattern】迭代器模式Iterator Pattern
1 package com.tn.pattern; 2 3 public class Client { 4 public static void main(String[] args) { 5 Obj ...
- 听webcast的行为型模式篇-迭代器模式(Iterator Pattern) 记录
< DOCTYPE html PUBLIC -WCDTD XHTML StrictEN httpwwwworgTRxhtmlDTDxhtml-strictdtd> dotnet或java里 ...
- 图解设计模式之迭代器模式Iterator
为什么要用iterator模式? 我们在遍历集合的时候,希望复用同一段代码来实现对于不同集合的遍历,而不是对于不同的集合都要单独编写各自的遍历代码: 具体看下面的代码: 代码1:BookShelfIt ...
- 行为型:设计模式之迭代器模式(二十一)
20世纪80年代,那时我家有一台"古老的"电视机,牌子我忘了,只记得是台黑白电视机,没有遥控器,每次开关机或者换台都需要通过电视机上面的那些按钮来完成,我印象最深的是那个用来换台的 ...
最新文章
- java-IO操作简介
- 移动端,input输入框被手机输入法解决方案
- JavaScript比较中应使用哪个等于运算符(== vs ===)?
- 入门一班 20181024 io监控free ps 网络状态 抓包
- crt脚本怎么添加等待时间_secureCRT自动化脚本(之定时任务)
- TigerDLNA for ios 集成Tlplayer
- 编写有效用例电子版_剖析用例设计方法的使用
- GitHub 日收 7000 星,Windows 计算器项目开源即爆红!
- C#之整数与字符串互转
- hdu 4609 3-idiots——FFT
- 小米新Logo就加了一行代码?
- TB6612FNG电机驱动模块使用说明
- 两招让你成为牛X的T型人才
- html5怎么写资料年月日,公文写作中的日期书写格式
- 解决“Win 10 ipv6无网络权限/无Internet连接权限”问题
- EM算法估计GMM (二维高斯混合模型)参数 python 2.7(西瓜书版)
- 能否使用他人机动车的登记证书,号牌,行驶证,检验合格标志,保险标志?
- 微软账号登陆不上_企业信息化面临的问题,看看解决方案,基于微软平台的IT架构...
- NFT价值及白皮书获取
- 关于微信开放平台开发者资质认证的简单记录