Head First设计模式——迭代器模式

前言：迭代器模式平时用的不多，因为不管C#还是Java都已经帮我封装了，但是你是否知道平时经常在用的东西本质是怎么回事呢。

看完迭代器模式你就知道C# foreach循环是怎么实现的了，我的另一篇C# Foreach循环本质与枚举器就讲解了foreach的本质，其中用到的就是迭代器模式。

按照惯例，例子走起。（写了几个小时浏览器崩溃，我看见在自动保存啊，结果没内容，再撸一遍精简点的吧）

一、餐馆合并菜单

现在有两个餐馆和并，其中一个餐馆做早餐，一个做晚餐。他们都有自己管理菜单的方式，现在两个餐馆合并需要对菜单进行统一管理，先让我来看看他们原来的样子。

两个菜单的菜单项都是一样的

　　菜单项

    public class MenuItme
    {
        //名字
        public string Name { get; set; }
        //描述
        public string Description { get; set; }
        //是否素菜
        public bool Vegetarian { get; set; }
        //价格
        public double Price { get; set; }

        public MenuItme(string name, string description, bool vegetarian, double price) {
            Name = name;
            Description=description;
            Vegetarian = vegetarian;
            Price = price;
        }
    }

　　早餐菜单，使用List管理，不限制长度

    public class BreakFastMenu
    {
        private List<MenuItme> menuItmes;
        public BreakFastMenu()
        {
            menuItmes = new List<MenuItme>();
            AddItem("梅菜扣肉饼", "好吃", false, 7);
            //菜单项...
        }

        public void AddItem(string name, string description, bool vegetarian, double price)
        {
            MenuItme menuItme = new MenuItme(name, description, vegetarian, price);
            menuItmes.Add(menuItme);
        }

        public List<MenuItme> GetMenuItmes()
        {
            return menuItmes;
        }
    }

　　晚餐菜单，使用数组管理，限制长度为6

    public class DinerMenu
    {
        static readonly int Max_Items = 6;
        private int numberOfImtes = 0;
        private MenuItme[] menuItmes;
        public DinerMenu()
        {
            menuItmes = new MenuItme[Max_Items];
            AddItem("爆炒癞蛤蟆", "讲究火候", false, 42);
            //菜单项...
        }

        public void AddItem(string name, string description, bool vegetarian, double price)
        {
            MenuItme menuItme = new MenuItme(name, description, vegetarian, price);
            if (numberOfImtes >= Max_Items)
            {
                Console.WriteLine("菜单已满");
            }
            else
            {
                menuItmes[numberOfImtes] = menuItme;
                numberOfImtes++;
            }
        }

        public MenuItme[] GetMenuItmes()
        {
            return menuItmes;
        }
    }

　　当两个餐馆合并后需要打印早餐和晚餐菜单给顾客用。

            BreakFastMenu breakFastMenu = new BreakFastMenu();
            List<MenuItme> breakFastMenus = breakFastMenu.GetMenuItmes();

            DinerMenu dinerMenu = new DinerMenu();
            MenuItme[] dinerMenus = dinerMenu.GetMenuItmes();
            //打印早餐
            for (int i = 0; i < breakFastMenus.Count; i++)
            {
                Console.WriteLine(breakFastMenus[i].Name);
            }
            //打印晚餐
            for (int i = 0; i < dinerMenus.Length; i++)
            {
                Console.WriteLine(dinerMenus[i].Name);
            } 

按照这种做法我们总是需要处理两个菜单，如果要打印素食，那么也需要循环遍历两个菜单。

假如加入第三家餐厅合并，我们就需要循环处理三次，显然这种方式会让我们系统难以维护。

接下来看我们如何进行改进

二、改进菜单实现

计模式就是要封装变化的部分，很明显，这里变化是：不同的集合类所造成的遍历，我们如何封装遍历集合

不管早餐还是晚餐我们都要用到中括号[ ] 来取菜单项，集合长度来限制长度。

现在我们要创建一个对象，将他称为迭代器（Iterator）,利用它来封装“遍历集合内的每个对象的过程”。

　　对于List

            Iterator iterator = breakFastMenu.CreateIterator();
            while (iterator.HasNext)
            {
                MenuItme menuItme = iterator.Next();

            }

　　

　　对于数组

            Iterator iterator = dinerFastMenu.CreateIterator();
            while (iterator.HasNext)
            {
                MenuItme menuItme = iterator.Next();

            }

现在两个集合的遍历都统一了，而这种方式正是迭代器模式。关于迭代器我们需要知道的第一件事情，就是它依赖于一个迭代器接口。

这个接口可能有HasNext()方法高数我们是否在这个集合中还有更多的元素。

Next()方法返回这个集合中的下一个对象。一旦我们有了这个接口，就可以为各种对象集合实现迭代器。

现在我们对晚餐菜单进行改造，首先我们需要定义一个迭代器接口

    public interface Iterator
    {
        bool HasNext();
        Object Next();
    }

　　加入一个晚餐菜单迭代器

    public class DinerMenuIterator : Iterator
    {
        MenuItme[] menuItmes;
        int position = 0;

        public DinerMenuIterator(MenuItme[] menuItmes)
        {
            this.menuItmes = menuItmes;
        }
        public bool HasNext()
        {
            //由于数组是固定长度，不仅要检查数组，还要检查指定位置是否为空，如果为空后面就没有菜单项了
            if (position >= menuItmes.Length || menuItmes[position] == null)
                return false;
            else
                return true;
        }

        public object Next()
        {
            MenuItme menuItme = menuItmes[position];
            position++;
            return menuItme;
        }
    }

　　用迭代器改写晚餐菜单

    public class DinerMenu
    {
        static readonly int Max_Items = 6;
        private int numberOfImtes = 0;
        private MenuItme[] menuItmes;
        public DinerMenu()
        {
            menuItmes = new MenuItme[Max_Items];
            AddItem("爆炒癞蛤蟆", "讲究火候", false, 42);
            //菜单项...
        }

        public void AddItem(string name, string description, bool vegetarian, double price)
        {
            MenuItme menuItme = new MenuItme(name, description, vegetarian, price);
            if (numberOfImtes >= Max_Items)
            {
                Console.WriteLine("菜单已满");
            }
            else
            {
                menuItmes[numberOfImtes] = menuItme;
                numberOfImtes++;
            }
        }
        public Iterator CreateIterator()
        {
            return new DinerMenuIterator(menuItmes);
        }
        //public MenuItme[] GetMenuItmes()
        //{
        //    return menuItmes;
        //}
    }

　　同理我们为早餐加入迭代器

    public class BreakFastIterator: Iterator
    {
        List<MenuItme> menuItmes;
        int position = 0;

        public BreakFastIterator(List<MenuItme> menuItmes)
        {
            this.menuItmes = menuItmes;
        }
        public bool HasNext()
        {
            if (position >= menuItmes.Count)
                return false;
            else
                return true;
        }

        public object Next()
        {
            MenuItme menuItme = menuItmes[position];
            position++;
            return menuItme;
        }
    }

　　用迭代器改写早餐菜单

    public class BreakFastMenu
    {
        private List<MenuItme> menuItmes;
        public BreakFastMenu()
        {
            menuItmes = new List<MenuItme>();
            AddItem("梅菜扣肉饼", "好吃", false, 7);
            //菜单项...
        }

        public void AddItem(string name, string description, bool vegetarian, double price)
        {
            MenuItme menuItme = new MenuItme(name, description, vegetarian, price);
            menuItmes.Add(menuItme);
        }
        public Iterator CreateIterator()
        {
            return new BreakFastIterator(menuItmes);
        }
        //public List<MenuItme> GetMenuItmes()
        //{
        //    return menuItmes;
        //}
    }

　　好了，让我们试一试迭代器工作情况

 

三、迭代器模式

 经过第二步我们基本已经实现迭代器模式，最后我们再改良一下打印菜单，并对菜单进行统一接口的管理。

定义一个Menu接口

     public interface Menu
    {
        Iterator CreateIterator();
    }

让早餐晚餐都实现Menu接口，并封装一个新的菜单打印

    public class NewMenu
    {
        Menu breakFastMenu;
        Menu dinerMenu;
        public NewMenu(Menu breakFastMenu, Menu dinerMenu) {
            this.breakFastMenu = breakFastMenu;
            this.dinerMenu = dinerMenu;
        }

        public void PrintMenu() {


            Iterator breakFastIterator = breakFastMenu.CreateIterator();
            Console.WriteLine("新菜单--------早餐");
            PrintMenu(breakFastIterator);
            Console.WriteLine("新菜单--------晚餐");
            Iterator dinerIterator = dinerMenu.CreateIterator();
            PrintMenu(dinerIterator);
        }

        private void PrintMenu(Iterator iterator) {
            while (iterator.HasNext())
            {
                //取得下一个项
                MenuItme menuItme = (MenuItme)iterator.Next();
                Console.WriteLine(menuItme.Name);
            }
        }
    }

　　

迭代器模式定义：

迭代器模式：提供一种方法顺序访问一个集合对象中的各个元素，而又不暴露其内部的表示。

迭代器模式让我们能游走于集合内的每一个元素，而又不暴露其内部的表示。

把游走的任务放在迭代器上，而不是集合上。这样简化了集合的接口和实现，也让责任各得其所。