Smalltalk【1】 语言迭代器模式【2】实战：自定义链表【3】的遍历器
迭代器模式是一种设计模式，它提供了一种方法来访问聚合【4】对象中的各个元素，而又不暴露其内部表示。在Smalltalk语言中，迭代器模式被广泛应用，因为它与Smalltalk的面向对象哲学和动态特性非常契合。本文将围绕Smalltalk语言中的迭代器模式，通过实现一个自定义链表的遍历器来展示其实战应用【5】。
Smalltalk 语言简介
Smalltalk是一种面向对象的编程语言，它由Alan Kay在1970年代初期设计。Smalltalk以其简洁的语法、动态类型【6】和动态绑定【7】而闻名。在Smalltalk中，所有对象都是类的实例，而类本身也是对象。
迭代器模式概述
迭代器模式定义了一个迭代器的接口，用于遍历聚合对象中的元素，而不必关心对象的内部结构。迭代器模式的主要目的是将集合的遍历逻辑与集合的存储逻辑分离。
迭代器模式的关键角色
- 迭代器（Iterator）：负责遍历聚合对象中的元素。
- 聚合（Aggregate）：负责存储和管理对象集合。
- 客户端【8】（Client）：使用迭代器来遍历聚合对象。
自定义链表的实现
在Smalltalk中，我们可以通过定义类来实现自定义链表。以下是一个简单的单向链表实现：
smalltalk
| head |
Class << Self
classVariable: 'head' value: nil.
classMethod: 'new' [
| head |
head := self new.
head.
].
instanceMethod: 'initialize' [
| head |
head := self.
].
instanceMethod: 'add: anObject' [
| newLink |
newLink := Link new: anObject.
newLink:next put: self.
].
instanceMethod: 'do: aBlock' [
| current |
current := self.
[ current:next isNil ] whileFalse: [
aBlock value: current:object.
current := current:next.
].
].
EndClass.
Class << Link
classMethod: 'new: anObject' [
| anObject |
anObject := anObject.
Link new.
].
instanceMethod: 'object' [
^ self:anObject.
].
instanceMethod: 'next' [
^ self:next.
].
instanceMethod: 'next: aLink' [
| aLink |
aLink := aLink.
self:next put: aLink.
].
EndClass.
在这个实现中，`Self` 类代表链表，`Link` 类代表链表的节点【9】。`Self` 类有一个 `do:` 方法，它接受一个块（block），并在遍历链表时调用该块。
自定义链表的遍历器
为了实现迭代器模式，我们需要创建一个迭代器类，该类将负责遍历链表中的元素。以下是一个简单的迭代器实现：
smalltalk
Class << Iterator
classMethod: 'new: aList' [
| aList |
aList := aList.
Iterator new.
].
instanceMethod: 'next' [
| current |
current := self:current.
[ current isNil ] whileFalse: [
self:current put: current:next.
current := current:next.
].
^ current.
].
instanceMethod: 'hasNext' [
^ self:current isNotNil.
].
EndClass.
在这个实现中，`Iterator` 类有一个 `next` 方法，它返回链表中的下一个元素，并更新迭代器的当前状态。`hasNext` 方法用于检查是否还有更多的元素可以遍历。
实战应用
现在，我们可以使用自定义链表和迭代器来遍历链表中的元素。以下是一个示例：
smalltalk
| myList |
myList := Self new.
myList add: 'First'.
myList add: 'Second'.
myList add: 'Third'.
| iterator |
iterator := Iterator new: myList.
[ iterator hasNext ] whileTrue: [
| element |
element := iterator next.
Transcript show: element.
].
在这个示例中，我们创建了一个自定义链表 `myList` 并添加了一些元素。然后，我们创建了一个迭代器 `iterator` 并使用它来遍历链表中的所有元素。
总结
通过实现自定义链表的遍历器，我们展示了Smalltalk语言中迭代器模式的实战应用。迭代器模式使得我们能够以一致的方式遍历不同的聚合对象，而不必关心它们的内部结构。这种模式在Smalltalk中非常实用，因为它与Smalltalk的动态特性和面向对象哲学相得益彰。
在实际应用中，迭代器模式可以用于实现更复杂的遍历逻辑，例如排序、过滤和映射等。通过灵活运用迭代器模式，我们可以编写出更加模块化【10】和可重用【11】的代码。
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