迭代器模式

在现实生活以及程序设计中,经常要访问一个聚合对象中的各个元素,如“数据结构”中的链表遍历,通常的做法是将链表的创建和遍历都放在同一个类中,但这种方式不利于程序的扩展,如果要更换遍历方法就必须修改程序源代码,这违背了 “开闭原则”。
既然将遍历方法封装在聚合类中不可取,那么聚合类中不提供遍历方法,将遍历方法由用户自己实现是否可行呢?答案是同样不可取,因为这种方式会存在两个缺点:

  1. 暴露了聚合类的内部表示,使其数据不安全;
  2. 增加了客户的负担。

“迭代器模式”能较好地克服以上缺点,它在客户访问类与聚合类之间插入一个迭代器,这分离了聚合对象与其遍历行为,对客户也隐藏了其内部细节,且满足“单一职责原则”和“开闭原则”,如 Java 中的 Collection、List、Set、Map 等都包含了迭代器。
迭代器模式在生活中应用的比较广泛,比如:物流系统中的传送带,不管传送的是什么物品,都会被打包成一个个箱子,并且有一个统一的二维码。这样我们不需要关心箱子里是什么,在分发时只需要一个个检查发送的目的地即可。再比如,我们平时乘坐交通工具,都是统一刷卡或者刷脸进站,而不需要关心是男性还是女性、是残疾人还是正常人等信息。


模式的定义与特点

迭代器(Iterator)模式的定义:提供一个对象来顺序访问聚合对象中的一系列数据,而不暴露聚合对象的内部表示。迭代器模式是一种对象行为型模式,其主要优点如下。

  1. 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
  2. 遍历任务交由迭代器完成,这简化了聚合类。
  3. 它支持以不同方式遍历一个聚合,甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历。
  4. 增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码。
  5. 封装性良好,为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

其主要缺点是:增加了类的个数,这在一定程度上增加了系统的复杂性。
在日常开发中,我们几乎不会自己写迭代器。除非需要定制一个自己实现的数据结构对应的迭代器,否则,开源框架提供的 api 完全够用。


模式的结构

迭代器模式是通过将聚合对象的遍历行为分离出来,抽象成迭代器类来实现的,其目的是在不暴露聚合对象的内部结构的情况下,让外部代码透明地访问聚合的内部数据。

迭代器模式主要包含以下角色。

  1. 抽象聚合(Aggregate)角色:定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
  2. 具体聚合(ConcreteAggregate)角色:实现抽象聚合类,返回一个具体迭代器的实例。
  3. 抽象迭代器(Iterator)角色:定义访问和遍历聚合元素的接口,通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
  4. 具体迭代器(Concretelterator)角色:实现抽象迭代器接口中所定义的方法,完成对聚合对象的遍历,记录遍历的当前位置。


模式的实现

一般的迭代,我们至少要有 2 个方法,hasNext()和 Next(),这样才做做到遍历所有对象,我们先给出一个例子:

var agg = (function () {
    var index = 0,
    data = [1, 2, 3, 4, 5],
    length = data.length;
    return {
        next: function () {
            var element;
            if (!this.hasNext()) {
                return null;
            }
            element = data[index];
            index = index + 2;
            return element;
        },
        hasNext: function () {
            return index < length;
        },
        rewind: function () {
            index = 0;
        },
        current: function () {
            return data[index];
        }
    };
} ());

使用方法和平时 C# 里的方式是一样的:

// 迭代的结果是:1,3,5
while (agg.hasNext()) {
    console.log(agg.next());
}

当然,你也可以通过额外的方法来重置数据,然后再继续其它操作:

// 重置
agg.rewind();
console.log(agg.current()); // 1


jquery 应用例子

jQuery 里一个非常有名的迭代器就是 $.each 方法,通过 each 我们可以传入额外的 function,然后来对所有的 item 项进行迭代操作,例如:

$.each(['dudu', 'dudu', '酸奶小妹', '那个MM'], function (index, value) {
    console.log(index + ': ' + value);
});
//或者
$('li').each(function (index) {
    console.log(index + ': ' + $(this).text());
});


总结

迭代器的使用场景是:对于集合内部结果常常变化各异,我们不想暴露其内部结构的话,但又响让客户代码透明底访问其中的元素,这种情况下我们可以使用迭代器模式。


链接: https://fly63.com/course/27_1278