Objective-C——在Cocoa Touch框架中使用迭代器模式

蘋果公司用自己的命名規則“列舉器/列舉”改寫了迭代器模式，用於相關基礎類的各種方法。從現在開始，我將使用“列舉”一詞，它就是蘋果版本的“迭代”。在這個模式中它們是一個意思。基礎框架中的NSEnumerator類實現了迭代器模式。抽象NSEnumerator類的私有具體子類返回列舉器物件，能夠順序遍歷各種集合——陣列、集（set）、字典（值與鍵），把集合中的物件返回給客戶端。

NSDirectoryEnumerator是個關係較遠的類。這個類的例項遞迴列舉檔案系統中一個目錄的內容。

NSArray、NSSet和NSDictionary這樣的集合類，定義了返回與集合的型別相應的NSEnumerator子類例項的方法。所有的列舉器都以同樣的方式工作。可以在一個迴圈中向列舉器傳送nextObject訊息，從列舉器取得物件，直到它返回nil表示遍歷結束。

NSEnumerator

從iOS 2.0開始，可以使用NSEnumerator來列舉NSArray、NSDictionary和NSSet物件中的元素。NSEnumerator本身是個抽象類。它依靠幾個工廠方法（見工廠方法模式，第4章），如objectEnumerator或keyEnumerator，來建立並返回相應的具體列舉器物件。客戶端用返回的列舉器物件遍歷集合中的元素，如下面的程式碼段所示。

NSArray *anArray = ... ; 
NSEnumerator *itemEnumerator = [anArray objectEnumerator]     
NSString *item;
while (item = [itemEnumerator nextObject])
{ 
  // 對item作些處理
}

假設anArray儲存著一些NSString物件。在while迴圈中用NSString的方法對每個item進行處理。

當陣列的內容被取完之後，訊息呼叫[itemEnumerator nextObject]會返回nil，然後列舉過程就結束了。

從iOS 4開始，有了另一種列舉Cocoa Touch框架中集合物件的方法，它叫做基於塊的列舉。

基於塊的列舉

在iOS 4中為Cocoa Touch框架中的集合物件引入了基於塊的列舉（Block-Based Enumeration）。塊是Objective-C的一項語言功能（本書寫作時，蘋果公司還在爭取把塊作為對C語言的擴充套件而標準化）。塊是一種型別化的函式，就是說塊是函式也是型別。定義好的塊是一個可在方法呼叫之間傳遞的變數，就跟物件中的其他變數一樣。同時，塊變數在方法中可作為函式使用。當把塊作為引數傳遞給方法時，塊可以像C程式中的函式指標那樣被用作回撥函式。因此塊正適合於實現內部迭代器（列舉器）。客戶端不再需要手動生成迭代器，只需要提供一個符合目標集合物件所要求的簽名的塊。然後塊將在每個遍歷步驟中被呼叫。在每次塊被目標集合物件呼叫時，定義塊的演算法可以對返回的元素進行處理。

塊是Objective-C語言中很酷的一項功能。它讓我們可以把回撥演算法的定義內嵌在訊息呼叫之中。如果不使用塊，在Cocoa Touch框架中實現“回撥”的傳統方式是使用委託（見介面卡模式，第8章）。需要為要響應客戶端回撥的所有物件（介面卡）單獨定義一個協議（目標）。要是應用程式的這個部分複雜到需要另外的介面卡機制的程度，那也未嘗不可。有時塊可以提供一種比列舉器更漂亮的解決方案。

在iOS 4中，蘋果公司在NSArray、NSDictionary和NSSet物件中引入了新方法，用於基於塊的列舉。其中一個方法叫enumerateObjectsUsingBlock:(void (^)(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop))block。我們可以把自己的演算法定義在內嵌到訊息呼叫之中的塊裡，或者在別的什麼地方預先定義一個塊，然後作為引數傳給訊息呼叫。下面的程式碼段通過一個NSArray物件演示了它是如何在程式碼中實現的。

NSArray *anArray=[NSArray arrayWithObjects:@"This", @"is", @"a", @"test", nil]; 
NSString *string=@"test";
[anArray enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, NSUInteger index, BOOL *stop)
{
  if([obj localizedCaseInsensitiveCompare:string] == NSOrderedSame)
  {
    // 對返回的obj做點別的事情
  *stop=YES;

  }

要是anArray物件中有個單詞是@"test"，那麼就把指標*stop設定為YES，以通知anArray物件提前停止列舉。塊除了id obj和BOOL *stop引數，還有一個NSUInteger index引數。index引數讓塊中的演算法知道當前元素的位置，這對這樣的併發列舉非常有用。要是沒有這個引數，訪問索引的唯一方式就是使用indexOfObject:方法，這樣影響效率。

NSSet物件中基於塊的列舉與NSArray物件中的非常類似，只是在塊簽名中沒有index引數。NSSet物件是一種模擬“集合”（set）的資料結構，集合中的元素沒有表示元素在結構中位置的索引。

使用NSArray、NSDictionary和NSSet的內部迭代器的一個重要好處是，處理其內容的演算法可在其他地方由其他開發人員來定義。與傳統的for迴圈中定義的演算法不同，定義清晰的塊可被複用。當塊逐漸變大時，可把它們放到單獨的實現檔案中，不跟其他程式碼擠在一起。雖然塊是一種為複雜的事物新增內聯演算法的方便途徑，無需定義單獨的委託協議，但是當塊過大而難以維護時，應該考慮使用策略模式（第19章）。

快速列舉

Objective-C 2.0提供了一種列舉，稱為快速列舉。它是蘋果公司推薦的列舉方法。它允許把對集合物件的列舉直接用作for迴圈的一部分，無需使用其他列舉器物件，而且比傳統的基於索引的for迴圈效率更高。快速列舉的語法如下。

NSArray * anArray = ... ;
for (NSString * item in anArray)
{
  // 對item作些處理
}

現在列舉迴圈使用指標運算（pointer arithmetic），讓它比使用NSEnumerator的標準方法效率更高。

要利用快速列舉，集合類需要實現NSFastEnumeration協議，以向執行庫提供關於集合的必要資訊。基礎框架中的所有集合類與NSEnumerator類都支援快速列舉。因此不必使用while迴圈從NSEnumerator列舉每個元素，直到nextObject返回nil，我們可以使用其快速列舉的版本，如下面的程式碼段所示。

NSArray * anArray = ... ;
NSEnumerator * itemEnumerator = [anArray objectEnumerator];
for (NSString * item in itemEnumerator)
{
  // 對item作些處理 
}

雖然既可以使用集合物件的快速列舉，也可以使用列舉器的快速列舉，但如果只需要預設遍歷（通常只按升序），直接對集合物件進行快速列舉更為合理。NSEnumerator使用其nextObject方法實現NSFastEnumeration協議。從效能上說，它比直接在while迴圈中手動呼叫這個方法好不了多少。儘管跟傳統的使用nextObject的while迴圈相比，快速列舉中的for迴圈顯得更為整潔。

實現NSFastEnumeration不在本書的範圍，所以不在此討論它。

內部列舉

NSArray有個例項方法叫(void)makeObjectsPerformSelector:(SEL)aSelector，它允許客戶端向陣列中每個元素髮送一個訊息，讓每個元素執行指定的aSelector（假定元素支援它）。可以用前面提到的任何一種列舉方法讓每個元素執行相同的選擇器，達到相同的目的。這個方法在內部列舉集合並向每個元素髮送performSelector:訊息。這種方式的缺點是如果集合中任何元素不響應選擇器，就會丟擲異常。因此它主要適用於不需太多執行時檢查的簡單操作。