19 C#设计模式-迭代器模式.ppt

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1、www.ChinaSA.infoDDesign esign P Patternsatterns迭代器模式迭代器模式迭代器模式迭代器模式刘刘 伟伟(Sunny)weiliu_www.ChinaSA.info大纲w迭代器模式概述w迭代器模式的结构与实现w迭代器模式的应用实例w使用内部类实现迭代器w.NET内置迭代器w迭代器模式的优缺点与适用环境遥遥控控器器www.ChinaSA.info迭代器模式概述w电视机遥控器与电视机示意图www.ChinaSA.info迭代器模式概述w分析电视机电视机 存储电视频道的集合存储电视频道的集合 聚合类聚合类(Aggregate Classes)电视机遥控器电视机

2、遥控器 操作电视频道操作电视频道 迭代器迭代器(Iterator)访问一个聚合对象中的元素但又不需要暴露它的内部访问一个聚合对象中的元素但又不需要暴露它的内部结构结构www.ChinaSA.info迭代器模式概述w分析聚合对象的两个职责：聚合对象的两个职责：存储数据存储数据，聚合对象的基本职责遍历数据遍历数据，既是可变化的，又是可分离的将遍历数据的行为从聚合对象中分离出来将遍历数据的行为从聚合对象中分离出来，封装在迭，封装在迭代器对象中代器对象中由迭代器来提供遍历聚合对象内部数据的行为，由迭代器来提供遍历聚合对象内部数据的行为，简化简化聚合对象的设计聚合对象的设计，更符合单一职责原则更符合单一

3、职责原则www.ChinaSA.info迭代器模式概述w迭代器模式的定义对象行为型对象行为型模式模式迭迭代代器器模模式式：提供一种方法顺顺序序访访问问一一个个聚聚合合对对象象中中各各个个元素元素，且不用暴露不用暴露该对该对象的内部表示象的内部表示。Iterator Pattern:Provide a way to access the elements of an aggregate object sequentially without exposing its underlying representation.www.ChinaSA.info迭代器模式概述w迭代器模式的定义又名又名游标游

4、标(Cursor)模式模式通过引入迭代器，通过引入迭代器，客户端无须了解聚合对象的内部结客户端无须了解聚合对象的内部结构即可实现对聚合对象中成员的遍历构即可实现对聚合对象中成员的遍历，还，还可以根据需可以根据需要很方便地增加新的遍历方式要很方便地增加新的遍历方式www.ChinaSA.info迭代器模式的结构与实现w迭代器模式的结构www.ChinaSA.info迭代器模式的结构与实现w迭代器模式的结构迭代器模式包含以下迭代器模式包含以下4个角色：个角色：Iterator（抽象迭代器）ConcreteIterator（具体迭代器）Aggregate（抽象聚合类）ConcreteAggregat

5、e（具体聚合类）www.ChinaSA.info迭代器模式的结构与实现w迭代器模式的实现典型的抽象迭代器代码：典型的抽象迭代器代码：interface Iterator void First();/将游标指向第一个元素 void Next();/将游标指向下一个元素 bool HasNext();/判断是否存在下一个元素 object CurrentItem();/获取游标指向的当前元素www.ChinaSA.info迭代器模式的结构与实现w迭代器模式的实现典型的具体迭代器代码：典型的具体迭代器代码：class ConcreteIterator:Iterator private Concret

6、eAggregate objects;/维维持持一一个个对对具具体体聚聚合合对对象象的的引引用用，以以便便于于访访问问存存储储在在聚聚合合对对象中的数据象中的数据 private int cursor;/定定义义一个游一个游标标，用于，用于记录记录当前当前访问访问位置位置 public ConcreteIterator(ConcreteAggregate objects)this.objects=objects;public void First()/实现代码 public void Next()/实现代码 public bool HasNext()/实现代码 public object Cu

7、rrentItem()/实现代码 www.ChinaSA.info迭代器模式的结构与实现w迭代器模式的实现典型的抽象聚合类代码：典型的抽象聚合类代码：interface Aggregate Iterator CreateIterator();www.ChinaSA.info迭代器模式的结构与实现w迭代器模式的实现典型的具体聚合类代码：典型的具体聚合类代码：class ConcreteAggregate:Aggregate .public Iterator CreateIterator()return new ConcreteIterator(this);.www.ChinaSA.info迭代器

8、模式的应用实例w实例说明某软件公司为某商场开发了一套销售管理系统，在对该系统进行分析和设计时，开发人员发现经常需要对系统中的商品数据、客户数据等进行遍历，为了复用这些遍历代码，开发人员设计了一个抽象的数据集合类AbstractObjectList，将存储商品和客户等数据的类作为其子类，AbstractObjectList类结构如下图所示：AbstractObjectList类结类结构构图图在图中，List类型的对象objects用于存储数据，其方法与说明如下表所示：AbstractObjectList类类的方法与的方法与说说明明AbstractObjectList类的子类ProductList

9、和CustomerList分别用于存储商品数据和客户数据。通过分析，发现AbstractObjectList类的职责非常重，它既负责存储和管理数据，又负责遍历数据，违背了单一职责原则，实现代码将非常复杂。因此，开发人员决定使用迭代器模式对AbstractObjectList类进行重构，将负责遍历数据的方法提取出来，封装到专门的类中，实现数据存储和数据遍历分离，还可以给不同的具体数据集合类提供不同的遍历方式。现给出使用迭代器模式重构后的解决方案。方法名方法名方法方法说说明明AbstractObjectList()构造方法，用于给objects对象赋值AddObject()增加元素RemoveOb

10、ject()删除元素GetObjects()获取所有元素Next()移至下一个元素IsLast()判断当前元素是否是最后一个元素Previous()移至上一个元素IsFirst()判断当前元素是否是第一个元素GetNextItem()获取下一个元素GetPreviousItem()获取上一个元素www.ChinaSA.info迭代器模式的应用实例w实例类图销售管理系统数据遍历结构图销售管理系统数据遍历结构图www.ChinaSA.info迭代器模式的应用实例w实例代码(1)AbstractObjectList：抽象聚合类：抽象聚合类(2)ProductList：商品数据类，充当具体聚合类：商品

11、数据类，充当具体聚合类(3)AbstractIterator：抽象迭代器：抽象迭代器(4)ProductIterator：商品迭代器，充当具体迭代器：商品迭代器，充当具体迭代器(5)Program：客户端测试类：客户端测试类演示演示演示演示参考代码参考代码(DesignPatternIteratorSample)www.ChinaSA.info迭代器模式的应用实例w结果及分析如果需要如果需要增加一个新的具体聚合类增加一个新的具体聚合类，只需增加一个新的聚合，只需增加一个新的聚合子类和一个新的具体迭代器类即可，原有类库代码无须修改，子类和一个新的具体迭代器类即可，原有类库代码无须修改，符合开闭原

12、则符合开闭原则如果需要如果需要更换一个迭代器更换一个迭代器，只需要增加一个新的具体迭代器，只需要增加一个新的具体迭代器类作为抽象迭代器类的子类，重新实现遍历方法即可，原有类作为抽象迭代器类的子类，重新实现遍历方法即可，原有迭代器代码无须修改，也迭代器代码无须修改，也符合开闭原则符合开闭原则如果要如果要在迭代器中增加新的方法在迭代器中增加新的方法，则需要修改抽象迭代器的，则需要修改抽象迭代器的源代码，这将源代码，这将违背开闭原则违背开闭原则www.ChinaSA.info使用内部类实现迭代器w实现/ProductListNew.cs 使用内部类实现的商品数据类using System.Colle

13、ctions.Generic;namespace IteratorSample class ProductListNew:AbstractObjectList public ProductListNew(List products):base(products)public override AbstractIterator CreateIterator()return new ProductIterator();/商品迭代器：具体迭代器，内部商品迭代器：具体迭代器，内部类实现类实现 private class ProductIterator:AbstractIterator /迭代器实现代码

14、 www.ChinaSA.info.NET内置迭代器w枚举接口：System.Collections.IEnumerablepublic interface IEnumerable IEnumerator GetEnumerator();/工厂方法，获取迭代器对象www.ChinaSA.info.NET内置迭代器w抽象的迭代器接口：System.Collections.IEnumeratorpublic interface IEnumerator object Current get;/返回当前集合中的元素bool MoveNext();/遍历集合，移至下一个元素void Reset();/恢

15、复初始位置 www.ChinaSA.info.NET内置迭代器w分析ICollection继承自继承自IEnumerable，IList继承自继承自ICollection，而，而ArrayList是是IList的子类，实现了的子类，实现了GetEnumerator()方法，并返回一个方法，并返回一个ArrayListEnumeratorSimple类型的类型的对象对象public class ArrayList:IList,ICloneablepublic virtual IEnumerator GetEnumerator()return new ArrayListEnumeratorSimp

16、le(this);.Serializableprivate class ArrayListEnumeratorSimple:IEnumerator,ICloneable /Methods internal ArrayListEnumeratorSimple(ArrayList list)this.list=list;this.index=-1;this.version=list._version;this.currentElement=list;public object Clone()/实现略 public virtual bool MoveNext()/实现略 public virtual

17、 void Reset()/实现略 public virtual object Current/实现略 /Fields private object currentElement;private int index;private ArrayList list;private int version;www.ChinaSA.info.NET内置迭代器w分析IEnumerable 抽象聚合类抽象聚合类IEnumerator 抽象迭代器抽象迭代器ArrayList 具体聚合类具体聚合类ArrayListEnumeratorSimple 具体迭代器具体迭代器www.ChinaSA.info.NET内

18、置迭代器w应用实例using System;using System.Collections;namespace IteratorSample class Program static void Process(IEnumerable e)IEnumerator i=e.GetEnumerator();/创创建迭代器建迭代器对对象象 while(i.MoveNext()Console.WriteLine(i.Current.ToString();static void Main(string args)IList persons;persons=new ArrayList();/创建一个Arr

19、ayList类型的聚合对象 persons.Add(张无忌);persons.Add(小龙女);persons.Add(令狐冲);persons.Add(韦小宝);persons.Add(袁紫衣);persons.Add(小龙女);Process(persons);Console.Read();张无忌小龙女令狐冲韦小宝袁紫衣小龙女www.ChinaSA.info迭代器模式的优缺点与适用环境w模式优点支持支持以不同的方式遍历一个聚合对象以不同的方式遍历一个聚合对象，在同一个聚合对象上在同一个聚合对象上可以定义多种遍可以定义多种遍历方式历方式简化了聚合类简化了聚合类由于引入了抽象层，由于引入了抽象

20、层，增加新的聚合类增加新的聚合类和迭代器类都很方便和迭代器类都很方便，无须修改原有，无须修改原有代码，代码，符合开闭原则符合开闭原则www.ChinaSA.info迭代器模式的优缺点与适用环境w模式缺点在增加新的聚合类时需要对应地增加新在增加新的聚合类时需要对应地增加新的迭代器类，的迭代器类，类的个数成对增加类的个数成对增加，这在，这在一定程度上一定程度上增加了系统的复杂性增加了系统的复杂性抽象迭代器的设计难度较大，需要充分抽象迭代器的设计难度较大，需要充分考虑到系统将来的扩展考虑到系统将来的扩展。在自定义迭代。在自定义迭代器时，器时，创建一个考虑全面的抽象迭代器创建一个考虑全面的抽象迭代器并

21、不是一件很容易的事情并不是一件很容易的事情www.ChinaSA.info迭代器模式的优缺点与适用环境w模式适用环境访问一个聚合对象的内容而访问一个聚合对象的内容而无须暴露它无须暴露它的内部表示的内部表示需要需要为一个聚合对象提供多种遍历方式为一个聚合对象提供多种遍历方式为遍历不同的聚合结构提供一个统一的为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口接口，在该接口的实现类中为不同的聚，在该接口的实现类中为不同的聚合结构提供不同的遍历方式，而合结构提供不同的遍历方式，而客户端客户端可以一致性地操作该接口可以一致性地操作该接口www.ChinaSA.info思考w扩展.NET中的ArrayList类，自定义一个ReverseArrayList类，要求实现逆向遍历这个类的内部元素。www.ChinaSA.infoENDEND