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“透明遍历”也为“ 同一种算法在多种集合对象上进行操作”提供了可能。

    使用面向对象技术将这种遍历机制抽象为“迭代器对象”为“应对变化中的集合对象”提供了一种优雅的方法。
意图(Intent):
    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。-------《设计模式》GOF
结构图（Struct):

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)。
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。


代码实现：
    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：

    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。

1 /// <summary>
2
3 /// 抽象聚集
4
5 /// </summary>
6
7 public interface IList
8
9 {
10 IIterator GetIterator();
11 }

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。

1 /// <summary>
2
3 /// 抽象迭代器
4
5 /// </summary>
6
7 public interface IIterator
8 {
9     bool MoveNext();
10
11     Object CurrentItem();
12
13     void First();
14
15     void Next();
16 }

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。

1 /// <summary>
2
3 /// 具体聚集
4
5 /// </summary>
6
7 public class ConcreteList : IList
8 {
9     int[] list;
10
11     public ConcreteList()
12
13     {
14         list = new int[] { 1,2,3,4,5};
15     }
16
17     public IIterator GetIterator()
18
19     {
20         return new ConcreteIterator(this);
21     }
22
23     public int Length
24
25     {
26         get { return list.Length; }
27     }
28
29     public int GetElement(int index)
30
31     {
32         return list[index];
33     }
34 }

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。

1 /** <summary>
2
3 /// 具体迭代器
4
5 /// </summary>
6
7 public class ConcreteIterator : IIterator
8
9 {
10     private ConcreteList list;
11
12     private int index;
13
14     public ConcreteIterator(ConcreteList list)
15
16     {
17         this.list = list;
18
19         index = 0;
20     }
21
22     public bool MoveNext()
23
24     {
25         if (index < list.Length)
26
27             return true;
28
29         else
30
31             return false;
32     }
33
34     public Object CurrentItem()
35
36     {
37         return list.GetElement(index) ;
38     }
39
40     public void First()
41
42     {
43         index = 0;
44     }
45
46     public void Next()
47
48     {
49         if (index < list.Length)
50
51         {
52             index++;
53         }
54     }
55 }

简单的客户端程序调用：

1 /** <summary>
2
3 /// 客户端程序
4
5 /// </summary>
6
7 class Program
8
9 {
10     static void Main(string[] args)
11
12     {
13         IIterator iterator;
14
15         IList list = new ConcreteList();
16
17         iterator = list.GetIterator();
18
19         while (iterator.MoveNext())
20
21         {
22             int i = (int)iterator.CurrentItem();
23             Console.WriteLine(i.ToString());
24
25             iterator.Next();
26         }
27
28         Console.Read();
29
30     }
31
32 }