C#设计模式---迭代器模式（Iterator Pattern）

一、目的

提供一种方法访问一个容器对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。

二、定义

迭代器模式提供了一种方法访问一个聚合对象（理解为集合对象）中各个元素，而又无需暴露该对象的内部表示，这样既可以不对外暴露内部结构，同时也可让外部代码透明地访问集合内部的数据。

三、场景

假设我们有一个自定义的集合数据，以下我们将采用迭代器模式来遍历这个集合。

四、实现

 1 using System;
 2 using System.Collections.Generic;
 3
 4 namespace DesignMode_Iterator
 5 {
 6     public interface IListCollection
 7     {
 8         IIterator GetIterator();
 9     }
10
11     public interface IIterator
12     {
13         bool MoveNext();
14         Object GetCurrent();
15         void Next();
16         void Reset();
17     }
18
19     public class ConcreteList : IListCollection
20     {
21         int[] collection;
22         public ConcreteList()
23         {
24             collection = new int[] { 2, 4, 5, 8, 10, 12, 14 };
25         }
26         public IIterator GetIterator()
27         {
28             return new ConcreteIterator(this);
29         }
30         public int Length
31         {
32             get
33             {
34                 return collection.Length;
35             }
36         }
37         public int GetElement(int index)
38         {
39             return collection[index];
40         }
41     }
42
43     public class ConcreteIterator : IIterator
44     {
45         private ConcreteList _list;
46         private int _index;
47         public ConcreteIterator(ConcreteList list)
48         {
49             this._list = list;
50             _index = 0;
51         }
52
53         public bool MoveNext()
54         {
55             if (_index < _list.Length)
56             {
57                 return true;
58             }
59             return false;
60         }
61         public Object GetCurrent()
62         {
63             return _list.GetElement(_index);
64         }
65         public void Reset()
66         {
67             _index = 0;
68         }
69         public void Next()
70         {
71             if (_index < _list.Length)
72             {
73                 _index++;
74             }
75         }
76     }
77     class Program
78     {
79         static void Main(string[] args)
80         {
81             List<int> a = new List<int>();
82
83             IIterator iterator;
84             IListCollection list = new ConcreteList();
85             iterator = list.GetIterator();
86             while (iterator.MoveNext())
87             {
88                 int i = (int)iterator.GetCurrent();
89                 Console.Write(i.ToString() + " ");
90                 iterator.Next();
91             }
92             Console.WriteLine();
93         }
94     }
95 }

运行结果如下：

五、类图

六、描述

从上图可以看出，迭代器模式主要由以下角色组成：

（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 Iteraror）：具体迭代器角色实现了迭代器接口，并需要记录遍历中的当前位置。

（3）聚合角色（Aggregate）：聚合角色负责定义获得迭代器角色的接口。

（4）具体聚合角色（Concrete Aggregate）：具体聚合角色实现聚合角色接口。

七、在.Net中的应用

　　在.NET下，迭代器模式中的聚集接口和迭代器接口都已经存在了，其中IEnumerator接口扮演的就是迭代器角色，IEnumberable接口则扮演的就是抽象聚集的角色，只有一个GetEnumerator()方法，关于这两个接口的定义可以自行参考MSDN。在.NET 1.0中，.NET 类库中很多集合都已经实现了迭代器模式，大家可以用反编译工具Reflector来查看下mscorlib程序集下的System.Collections命名空间下的类，这里给出ArrayList的定义代码，具体实现代码可以自行用反编译工具查看，具体代码如下所示：

 1 public class ArrayList : IList, ICollection, IEnumerable, ICloneable
 2 {
 3     // Fields
 4     private const int _defaultCapacity = 4;
 5     private object[] _items;
 6     private int _size;
 7     [NonSerialized]
 8     private object _syncRoot;
 9     private int _version;
10     private static readonly object[] emptyArray;
11
12     public virtual IEnumerator GetEnumerator();
13     public virtual IEnumerator GetEnumerator(int index, int count);
14
15     // Properties
16     public virtual int Capacity { get; set; }
17     public virtual int Count { get; }
18     ..............// 更多代码请自行用反编译工具Reflector查看
19 }