牛顿迭代法,步步为营 .NET 设计模式学习笔记 十一、Iterator(迭代器模式

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。
为什么要写
但现在C#的Foreach in己经替代了迭代器模式的功能,但是作为学习设计模式来说,还是很有好处的.
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
<Design Pattern>Iterator模式结构图如下:
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图1 Iterator模式结构图
迭代器模式由以下角色组成: 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 Iterator):具体迭代器角色要实现迭代器接口,并要记录遍历中的当前位置。 3.容器角色(Container):容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。 4.具体容器角色(Concrete Container):具体容器角色实现创建具体迭代器角色的接口——这个具体迭代器角色于该容器的结构相关。
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。
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图2 使用选频器做例子的Iterator模式对象图
 
示例用例图:
超市顾客排队结帐,收银员一个一个顺序的结帐,正好符合我们的迭代器模式,以下是用例图:
public partial class Run : Form { public Run() { InitializeComponent(); } private void btnRun_Click(object sender, EventArgs e) { Consumer consumer = new Consumer(); consumer[0] = "顾客A"; consumer[1] = "顾客B"; consumer[2] = "顾客C"; consumer[3] = "顾客D"; consumer[4] = "顾客E"; consumer[5] = "顾客F"; consumer[6] = "顾客G"; consumer[7] = "顾客H"; Cashier cashier = new CLoseAccount(consumer); object custom = cashier.First(); rtbResult.AppendText("顾客排队结帐开始.\n"); while (cashier.IsComplete()) { rtbResult.AppendText(string.Format("{0}正在结帐.\n", cashier.CurrentCustomer())); cashier.Next(); } rtbResult.AppendText("结帐完成.\n"); } }
 
结果如下图:
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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)。
优点: 1.支持以不同的方式遍历一个容器角色。根据实现方式的不同,效果上会有差别。 2.简化了容器的接口。但是在IList中为了提高可扩展性,容器还是提供了遍历的接口。 3.对同一个容器对象,可以同时进行多个遍历。因为遍历状态是保存在每一个迭代器对象中的。 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。
Tags:  迭代算法 迭代开发 迭代器 迭代法 牛顿迭代法

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