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.NET下的迭代器(Iterator)模式

2012年04月02日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3269字 ⁄ 字号 评论关闭
一.集合的内部结构和外部访问
 
二.动机(Motivation)
     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式.
三.意图(Intent)
    提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素,而又不暴露该对象的内部表示。-----
《设计模式》GoF
四.Iterator模式的几个要点
     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。
     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。
    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。
五.结构

六.实例代码
   要实现迭代器需要实现的2个接口:

public interface IEnuerable
{
   IEnumerator GetEnumerator();
}

public interface IEnumator
{
   Object current 
get;}
   
bool MoveNext();
   
void Reset();
}

C#1.1C#2.0的迭代器有不同的实现,但实质是一样的。
C#1.1中的实现:

  public class MyCollection : IEnumerable
    
{
        
int[] items;
        
public MyCollection()
        
{
            items 
= new int[51233445566 };
        }

        
public IEnumerator GetEnumerator()
        
return new MyEnumerator(this); }
        
private class MyEnumerator : IEnumerator
        
{
            
int nIndex;
            MyCollection collection;
            
public MyEnumerator(MyCollection coll)
            
{
                collection 
= coll;
                nIndex 
= -1;
            }

            
public bool MoveNext()
            
{
                nIndex
++;
                
return (nIndex < collection.items.GetLength(0));
            }

            
public object Current
            
{
                
get
                
{
                    
return (collection.items[nIndex]);
                }

            }

            
public void Reset()
            
{
                nIndex 
= -1;
            }

        }

    }
 public class AppCharles
    
{
        
public static void Main()
        
{
            MyCollection col 
= new MyCollection();
            
foreach (int c in col)
            
{
                Console.WriteLine(c);
            }

        }

    }

  上面的foreach语句实际上是:

  //完全抽象于(不依赖)具体的集合结构的访问操作
            IEnumerator ator = col.GetEnumerator();
            
while (ator.MoveNext())
            
{
                
int i = (int)ator.Current;
                
//ator.Current=100;可以,但C#禁止------更改结构
                
//ator.Remove(i);绝对禁止--------更改结构
                
//i=100;//没有更改的效果
                Console.WriteLine(i);
            }

C#2.0的实现:

 public class Stack : IEnumerable
    
{
        
int[] items;
        
public Stack()
        
{
            items 
= new int[51122334455 };
        }

        
public IEnumerator GetEnumerator()
        
{
            
for (int i = 0; i < 5; i++)
            
{
                
yield return items[i];
            }

        }

    }

ildasm工具查看il代码如下:可以看出编译器层面上实际上同C#1.1那样在后台动态添加一个内部类,只是在表面层上省略了让编译器帮我们来实现(实际上也是动态的生成一个内部类)

补充:
迭代器器中的yield语句
1.使用yield return 产生枚举元素

 for (int i = count - 1; i >= 0--i)
            
{
                
yield return items[i];
            }

2.使用yield break中断迭代

 for (int i = count - 1; i >= 0--i)
            
{
                
yield return items[i];
                
if (items[i] > 10)
                    
yield break;
            }

推荐资源
《设计模式:可复用面向对象软件的基础》GoF
《面向对象分析与设计》Grady Booch
《敏捷软件开发:原则、模式与实践》Robert C. Martin
《重构:改善既有代码的设计》Martin Fowler
Refactoring to PatternsJoshua Kerievsky
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