设计模式（十五）：Iterator迭代器模式 -- 行为型模式
1.概述
类中的面向对象编程封装应用逻辑。类，就是实例化的对象，每个单独的对象都有一个特定的身份和状态。单独的对象是一种组织代码的有用方法，但通常你会处理一组对象或者集合。
集合不一定是均一的。图形用户界面框架中的 Window 对象可以收集任意数量的控制对象 － Menu、Slider 和 Button。并且，集合的实现可以有多种方式：PHP 数字是一个集合，但也是一个散列表，一个链接列表，一个堆栈以及队列。
例子1：电视遥控器的频道遍历
2.问题
如何操纵任意的对象集合？如一个列表(List)或者一个集合(Set)，我们又如何提供一种方法来让别人可以访问它的元素，而又不需要暴露它的内部结构？
3.解决方案
迭代器模式：使用迭代器模式来提供对聚合对象的统一存取，即提供一个外部的迭代器来对聚合对象进行访问和遍历 , 而又不需暴露该对象的内部结构。又叫做游标（Cursor）模式 。
你可能没有意识到这一点，但你每天都在使用迭代器模式 。
如在PHP开发中，它潜藏在 PHP 的数组类型和各种数组操作函数中。（其实，给你一些固有类的数组的组合和一群用这些固有类工作的可变函数，你将不得不使用这些数组来处理对象集合。这是在 PHP 中的本地数组迭代：
- $test = array(‘one’, ‘two’, ‘three’);
- $output = ‘’; reset($test);
- do {
- $output .= current($test);
- } while (next($test));
- echo $output; // produces ‘onetwothree’
reset() 函数将迭代重新转到数组的开始；current() 返回当前元素的值；next() 则前进至数组中的下一个元素并返回新的 current() 值。当你超出数组的最后一个元素时，next() 返回 false。使用这些迭代方法，PHP 数组的内部实现就与你不相关了。
迭代器结合了封装和多态的面向对象程序设计原理。使用迭代器，你可以对集合中的对象进行操作，而无需专门了解集合如何显现或者集合包含什么（对象的种类）。迭代器提供了不同固定迭代实现的统一接口，它完全包含了如何操纵特定集合的详细信息，包括显示哪些项（过滤）及其显示顺序(排序)。
4.适用性
迭代器模式可用来：
• 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
• 需要为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接口 (即, 支持多态迭代)
5.结构
结构上可以看出，迭代器模式在客户与容器之间加入了迭代器角色。迭代器角色的加入，就可以很好的避免容器内部细节的暴露，而且也使得设计符号“单一职责原则”。
注意，在迭代器模式中，具体迭代器角色和具体容器角色是耦合在一起的——遍历算法是与容器的内部细节紧密相关的。为了使客户程序从与具体迭代器角色耦合的困境中脱离出来，避免具体迭代器角色的更换给客户程序带来的修改，迭代器模式抽象了具体迭代器角色，使得客户程序更具一般性和重用性。这被称为多态迭代。
6.模式的组成
抽象迭代器(Iterator): 迭代器定义访问和遍历元素的接口。
具体迭代器(ConcreteIterator): 具体迭代器实现迭代器Iterator接口。对该聚合遍历时跟踪当前位置。
抽象聚合类(Aggregate): 聚合定义创建相应迭代器对象的接口。
具体聚合类(ConcreteAggregate): 体聚合实现创建相应迭代器的接口，该操作返回ConcreteIterator的一个适当的实例。
7.效果
•迭代器模式的作用：1 ) 它支持以不同的方式遍历一个聚合对象 ： 复杂的聚合可用多种方式进行遍历。迭代器模式使得改变遍历算法变得很容易 : 仅需用一个不同的迭代器的实例代替原先的实例即可。你也可以自己定义迭代器的子类以支持新的遍历。
2) 迭代器简化了聚合的接口 有了迭代器的遍历接口，聚合本身就不再需要类似的遍历接口了。这样就简化了聚合的接口。
3) 在同一个聚合上可以有多个遍历 每个迭代器保持它自己的遍历状态。因此你可以同时进行多个遍历。4）在迭代器模式中，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码，满足“开闭原则”的要求。迭代器模式的缺点由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。
8.实现
我们直接实现spl的iterator：
- <?php
- /**
- * 具体迭代器(ConcreteIterator): 具体迭代器实现迭代器Iterator接口。对该聚合遍历时跟踪当前位置。
- */
- 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;
- }
- }
- /**
- * 具体聚合类(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.与其他相关模式
Composite ：迭代器常被应用到象复合这样的递归结构上。
Factory Method：多态迭代器靠Factory Method来例化适当的迭代器子类。
Memento：常与迭代器模式一起使用。迭代器可使用一个 Memento来捕获一个迭代的状态。迭代器在其内部存储Memento。
10.总结与分析
1）聚合是一个管理和组织数据对象的数据结构。2）聚合对象主要拥有两个职责：一是存储内部数据；二是遍历内部数据。3）存储数据是聚合对象最基本的职责。4）将遍历聚合对象中数据的行为提取出来，封装到一个迭代器中，通过专门的迭代器来遍历聚合对象的内部数据，这就是迭代器模式的本质。迭代器模式是“单一职责原则”的完美体现。