設計模式 ( 十四 ) 迭代器模式Iterator（對象行為型）

1.概述

類中的面向對象編程封裝應用邏輯。類，就是實例化的對象，每個單獨的對象都有一個特定的身份和狀態。單獨的對象是一種組織代碼的有用方法，但通常你會處理一組對象或者集合。

集合不一定是均一的。圖形用戶界面框架中的 Window 對象可以收集任意數量的控制對象 － Menu、Slider 和 Button。并且，集合的實現可以有多種方式：PHP 數字是一個集合，但也是一個散列表，一個鏈接列表，一個堆棧以及隊列。

例子1：電視遙控器的頻道遍歷

2.問

如何操縱任意的對象集合？ 

如一個列表(List)或者一個集合(Set)，我們又如何提供一種方法來讓別人可以訪問它的元素，而又不需要暴露它的內部結構？

3.解決方案

迭代器模式：使用迭代器模式來提供對聚合對象的統一存取，即提供一個外部的迭代器來對聚合對象進行訪問和遍歷 , 而又不需暴露該對象的內部結構。又叫做游標（Cursor）模式 。
你可能沒有意識到這一點，但你每天都在使用迭代器模式 。
如在PHP開發中，它潛藏在 PHP 的數組類型和各種數組操作函數中。（其實，給你一些固有類的數組的組合和一群用這些固有類工作的可變函數，你將不得不使用這些數組來處理對象集合。這是在 PHP 中的本地數組迭代：

$test  =  array(‘one’,  ‘two’,  ‘three’);  
$output  =  ‘’; reset($test);   
do  {  
$output  .=  current($test);  
}  while  (next($test));  
echo  $output;  //  produces  ‘onetwothree’

        reset() 函數將迭代重新轉到數組的開始；current() 返回當前元素的值；next() 則前進至數組中的下一個元素并返回新的 current() 值。當你超出數組的最后一個元素時，next() 返回 false。使用這些迭代方法，PHP 數組的內部實現就與你不相關了。

        迭代器結合了封裝和多態的面向對象程序設計原理。使用迭代器，你可以對集合中的對象進行操作，而無需專門了解集合如何顯現或者集合包含什么（對象的種類）。迭代器提供了不同固定迭代實現的統一接口，它完全包含了如何操縱特定集合的詳細信息，包括顯示哪些項（過濾）及其顯示順序(排序)。

4.適用性

迭代器模式可用來：

? 訪問一個聚合對象的內容而無需暴露它的內部表示。
? 需要為聚合對象提供多種遍歷方式。
? 為遍歷不同的聚合結構提供一個統一的接口 (即, 支持多態迭代)

5.結構

結構上可以看出，迭代器模式在客戶與容器之間加入了迭代器角色。迭代器角色的加入，就可以很好的避免容器內部細節的暴露，而且也使得設計符號“單一職責原則”。

注意，在迭代器模式中，具體迭代器角色和具體容器角色是耦合在一起的——遍歷算法是與容器的內部細節緊密相關的。為了使客戶程序從與具體迭代器角色耦合的困境中脫離出來，避免具體迭代器角色的更換給客戶程序帶來的修改，迭代器模式抽象了具體迭代器角色，使得客戶程序更具一般性和重用性。這被稱為多態迭代。

6.模式的組成

抽象迭代器(Iterator): 迭代器定義訪問和遍歷元素的接口。
具體迭代器(ConcreteIterator):  具體迭代器實現迭代器Iterator接口。對該聚合遍歷時跟蹤當前位置。
抽象聚合類(Aggregate): 聚合定義創建相應迭代器對象的接口。
具體聚合類(ConcreteAggregate): 體聚合實現創建相應迭代器的接口，該操作返回ConcreteIterator的一個適當的實例。

7.效果

?迭代器模式的作用：

1 ) 它支持以不同的方式遍歷一個聚合對象 ： 復雜的聚合可用多種方式進行遍歷。迭代器模式使得改變遍歷算法變得很容易 : 僅需用一個不同的迭代器的實例代替原先的實例即可。你也可以自己定義迭代器的子類以支持新的遍歷。
2) 迭代器簡化了聚合的接口 有了迭代器的遍歷接口，聚合本身就不再需要類似的遍歷接口了。這樣就簡化了聚合的接口。
3) 在同一個聚合上可以有多個遍歷 每個迭代器保持它自己的遍歷狀態。因此你可以同時進行多個遍歷。

4）在迭代器模式中，增加新的聚合類和迭代器類都很方便，無須修改原有代碼，滿足“開閉原則”的要求。

迭代器模式的缺點

由于迭代器模式將存儲數據和遍歷數據的職責分離，增加新的聚合類需要對應增加新的迭代器類，類的個數成對增加，這在一定程度上增加了系統的復雜性。

8.實現

我們直接實現spl的iterator：

<?php  
  
/** 
 * 具體迭代器(ConcreteIterator):  具體迭代器實現迭代器Iterator接口。對該聚合遍歷時跟蹤當前位置。 
 */  
class  ConcreteIterator implements  Iterator {  
    protected $_key;  
    protected $_collection;  
    public function __construct($collection){  
        $this->_collection = $collection;  
        $this->_key = 0;  
    }  
    public function rewind(){  
        $this->_key = 0;  
    }  
    public function valid(){  
  
        return isset($this->_collection[$this->_key]);  
    }  
    public function key(){  
        return $this->_key;  
    }  
    public function current(){  
        return $this->_collection[$this->_key];  
    }  
    public function next(){  
        return ++$this->_key;  
    }  
  
}  
  
/** 
 * 具體聚合類(ConcreteAggregate):  
 */  
class ConcreteAggregate implements IteratorAggregate{  
    protected $_arr;  
    public function __construct($array){  
        $this->_arr = $array;  
    }  
  
    public function getIterator(){  
        return new    ConcreteIterator($this->_arr);  
    }  
}  
  
$_collectionay = array(1,2,3,3,4);  
$it = new ConcreteIterator($_collectionay);  
foreach($it as $key=>$value){  
    echo $key.':'.$value.'<br/>';  
}

9.與其他相關模式

Composite ：迭代器常被應用到象復合這樣的遞歸結構上。
Factory Method：多態迭代器靠Factory Method來例化適當的迭代器子類。
Memento：常與迭代器模式一起使用。迭代器可使用一個 Memento來捕獲一個迭代的狀態。迭代器在其內部存儲Memento。

10.總結與分析

1）聚合是一個管理和組織數據對象的數據結構。

2）聚合對象主要擁有兩個職責：一是存儲內部數據；二是遍歷內部數據。

3）存儲數據是聚合對象最基本的職責。

4）將遍歷聚合對象中數據的行為提取出來，封裝到一個迭代器中，通過專門的迭代器來遍歷聚合對象的內部數據，這就是迭代器模式的本質。迭代器模式是“單一職責原則”的完美體現。

轉自：http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7552841