迭代器模式——提供不暴露聚合对象内部表示的访问聚合对象各个元素的方法

• 目标：
  • 初接触此模式时，熟悉最常用的使用方式。
  • 有更深的理解后，再研究其他使用方法。

1. 基础概念

• 定义/意图：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不需暴露改对象的内部表示。
• 别名：游标（Cursor）
• 分类：对象行为型模式
• 类图：

  

• 出场嘉宾
  • Iterator: 迭代器
    • 定义访问和遍历元素的接口。
  • ConcreteIterator: 具体迭代器
    • 实现对具体聚合对象的迭代器接口。
    • 对聚合对象遍历时，跟踪当前位置。
  • Aggregate：聚合
    • 定义创建相应迭代器对象的接口。
  • ConcreteAggregate：具体聚合
    • 实现创建相应迭代器的接口
    • 返回 ConcreteIterator 的一个适当实例。
• 协作/工作流程
  • 通过 ConcreteAggregate 创建 ConcreteIterator；
  • 通过 ConcreteIterator 访问/遍历 ConcreteAggregate。

2. 优缺点是什么？

2.1 优点

• 支持以不同的方式遍历一个聚合。
  • 复杂的聚合可用多种方式进行遍历。
• 迭代器简化了聚合的接口。
  • 用了迭代器的遍历接口，聚合就不需要提供遍历接口，于是就简化了聚合的接口。
• 同一个聚合上可以有多个聚合。
  • 每个迭代器保持自己的遍历状态，因此可以同时进行多个遍历。

2.2 缺点

3. 使用场景是什么？

• 需要操作聚合对象的时候。

4. 注意

• 实现需要注意的问题：
  • 谁控制该迭代？迭代器还是客户？
    • 由客户控制迭代时，该迭代器称为外部迭代器。客户主动推动遍历的步伐，显式向迭代器请求下一个元素。
    • 由迭代器控制迭代时，该迭代器称为内部迭代器。客户提交一个待执行操作，迭代器对聚合的内阁元素都实施该操作。
    • 外部迭代器比内部迭代器更灵活。
  • 谁定义遍历算法？
    • 迭代器不是唯一可定义遍历算法的地方。
    • 聚合本身也可以定义遍历算法，并在遍历过程中用迭代器来存储当前迭代的状态。这种迭代器被称为游标(cursor), 因为它仅用来指示当前位置。
  • 迭代器健壮程度如何？
    • 遍历一个聚合时更改这个聚合是危险的。
    • 一个健壮的迭代器保证插入和删除操作不会干扰遍历，且不需要拷贝该聚合。
  • 附加的迭代器操作。
    • 最小接口：First、Next、IsDone、CurrentItem
    • 附加操作：SkipTo、Previous 等
  • 在 C++ 中使用多态的迭代器。
    • 代价：要求用一个工厂方法动态地分配迭代器对象。
    • 仅当必须多态时，才使用！
    • 另一个缺点：客户必须负责删除它们。（这里常常出现 bug）
  • 迭代器的特权访问。
    • 迭代器可被看为聚合的一个扩展，迭代器和聚合紧密耦合。
  • 用于复合对象的迭代器。【？？？】
  • 空迭代器——退化的迭代器。
    • 有助于处理边界条件。
    • 常用于遍历树形结构的聚合。

w. 待办

x. 疑问

y. 拓展

• 相关模式
  • Composite: 组成模式
  • Factory Method: 工厂方法模式
  • Memento：备忘录模式

z. 参考

• 《设计模式：可复用面向对象软件的基础》
• 《Head First 设计模式》