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

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace DesignMode_Iterator
{
    public interface IListCollection
    {
        IIterator GetIterator();
    }

    public interface IIterator
    {
        bool MoveNext();
        Object GetCurrent();
        void Next();
        void Reset();
    }

    public class ConcreteList : IListCollection
    {
        int[] collection;
        public ConcreteList()
        {
            collection = new int[] { 2, 4, 5, 8, 10, 12, 14 };
        }
        public IIterator GetIterator()
        {
            return new ConcreteIterator(this);
        }
        public int Length
        {
            get
            {
                return collection.Length;
            }
        }
        public int GetElement(int index)
        {
            return collection[index];
        }
    }

    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;
            }
            return false;
        }
        public Object GetCurrent()
        {
            return _list.GetElement(_index);
        }
        public void Reset()
        {
            _index = 0;
        }
        public void Next()
        {
            if (_index < _list.Length)
            {
                _index++;
            }
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<int> a = new List<int>();

            IIterator iterator;
            IListCollection list = new ConcreteList();
            iterator = list.GetIterator();
            while (iterator.MoveNext())
            {
                int i = (int)iterator.GetCurrent();
                Console.Write(i.ToString() + " ");
                iterator.Next();
            }
            Console.WriteLine();
        }
    }
}

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：

public class ArrayList : IList, ICollection, IEnumerable, ICloneable
{
    // Fields
    private const int _defaultCapacity = 4;
    private object[] _items;
    private int _size;
    [NonSerialized]
    private object _syncRoot;
    private int _version;
    private static readonly object[] emptyArray;

    public virtual IEnumerator GetEnumerator();
    public virtual IEnumerator GetEnumerator(int index, int count);

    // Properties
    public virtual int Capacity { get; set; }
    public virtual int Count { get; }
    ..............// 更多代码请自行用反编译工具Reflector查看
}