Iterator迭代器模式

C# Iterator迭代器模式我們在平時的開發中應該經常用到。不直接使用也會間接使用，我們使用foreach語句來循環就是在間接的使用C# Iterator迭代器模式。

迭代器就像指針一樣可以向前向後移動，在.NET中迭代器只能向後移動。

動機：在軟件的構建過程中，集合對象內部結構常常變化各異。但對於這些集合對象，我們希望在不暴露其內部結構的同時，可以讓外部客戶代碼透明地訪問其中包含的元素；同時這種“透明遍歷”也爲“同一種算法在多種集合對象上進行操作”提供了可能。使用面向對象技術將這種遍歷機制抽象爲“迭代器對象”爲“應對變化中的集合對象”提供了一種優雅的方式。

意圖：提供一種方法順序訪問一個集合對象中的各個元素，而不暴露該對象的內部表示。

public interface IEnumerable{
//得到迭代器
IEnumerator GetEnumerator();
}
/// <summary>
/// 迭代器接口
/// summary>
public interface IEnumerator{
//得到當前的對象
object Current{
get;
}
bool MoveNext();
void Reset();
}
/// <summary>
/// 集合類型,實現了可迭代接口
/// summary>
public class MyCollection : IEnumerable{
internal int[] items;
public MyCollection(){
items = new int[5] {1, 2, 3, 4, 5};
}
#region IEnumerable 成員
//實現迭代接口,返回迭代器
public IEnumerator GetEnumerator(){
//在這裏進行解藕,將集合對象轉換爲迭代器
return new MyEnumerator(this);
}
#endregion
}
//迭代器對象,實現了迭代器接口
internal class MyEnumerator : IEnumerator{
private int nIndex;
MyCollection collection;
//構造函數將集合類型轉換成內部成員
public MyEnumerator(MyCollection coll){
this.collection = coll;
nIndex = -1;
}
#region IEnumerator 成員
//返回當前迭代到的對象
public object Current{
get{
return collection.items[nIndex];
}
}
//移動到下一個對象,指針向後移動
public bool MoveNext(){
nIndex++;
return (nIndex < collection.items.GetLength(0));
}
//重設迭代器,指針回零
public void Reset(){
nIndex = -1;
}
#endregion
}

很清楚，在上面的代碼中，我們通過GetEnumerator方法，將集合對象轉換爲了可迭代對象，這實際上是在對集合對象進行抽象，將他轉換爲迭代器。在這裏，我們需要定義一個迭代器類，但是這是.NET 1.1中的做法，在.NET 2.0以後實現一個可迭代模式更加簡單。

/// <summary>
/// 集合類型,實現了可迭代接口
/// summary>
public class MyCollection : IEnumerable<int>
{
internal int[] items;

public MyCollection()
{
items = new int[5] {1, 2, 3, 4, 5};
}

#region IEnumerable<int> 成員

public IEnumerator<int> GetEnumerator()
{
for(int i = 0; i < items.Length; i++)
{
yield return items[i];
}
}
#endregion

#region IEnumerable 成員

System.Collections.IEnumerator System.Collections.IEnumerable.GetEnumerator()
{
for(int i = 0; i < items.Length; i++)
{
yield return items[i];
}
}

#endregion
}

我們通過yield return關鍵字來返回一個IEnumerator接口，這個關鍵在在編譯之後會自動生成對應的迭代器的代碼。

在.NET中迭代器只能先前，在c++中可以向後等其他操作。

注意：在迭代的過程中，我們不能向集合添加內容，後移除集合裏的item，這樣將會導致一些問題的出現。以上介紹C# Iterator迭代器模式。