迭代器模式理解剖析以及应用

迭代器模式

迭代器模式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 Java 和 .Net 编程环境中非常常用的设计模式。这种模式用于顺序访问集合对象的元素，不需要知道集合对象的底层表示。~~
迭代器模式是一种对象行为型模式

意图

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又无须暴露该对象的内部表示。

解决问题

不同的方式来遍历整个整合对象。

何时使用？

遍历一个聚合对象。

应用环境举例

访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
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。

优点

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。
遍历任务交由迭代器完成，这简化了聚合类。
在同一个聚合上可以有多个遍历。
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。
访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
封装性良好，为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

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。

注意

迭代器模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。

类图

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。
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。
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。
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。

实现

抽象聚合

interface Aggregate {
    public void add(Object obj);
    public void remove(Object obj);
    public Iterator getIterator();
}

具体聚合

import java.util.*;

class ConcreteAggregate implements Aggregate {
    private List<Object> list = new ArrayList<Object>();

    public void add(Object obj) {
        list.add(obj);
    }

    public void remove(Object obj) {
        list.remove(obj);
    }

    public Iterator getIterator() {
        return (new ConcreteIterator(list));
    }
}

抽象迭代器

interface Iterator {
    Object first();
    Object next();
    boolean hasNext();
}

具体迭代器

import java.util.*;

class ConcreteIterator implements Iterator {
    private List<Object> list = null;
    private int index = -1;

    public ConcreteIterator(List<Object> list) {
        this.list = list;
    }

    public boolean hasNext() {
        if (index < list.size() - 1) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    public Object first() {
        index = 0;
        Object obj = list.get(index);
        return obj;
    }

    public Object next() {
        Object obj = null;
        if (this.hasNext()) {
            obj = list.get(++index);
        }
        return obj;
    }
}

测试

public class IteratorPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Aggregate ag = new ConcreteAggregate();
        ag.add("中山大学");
        ag.add("华南理工");
        ag.add("韶关学院");
        System.out.print("聚合的内容有：");
        Iterator it = ag.getIterator();
        while (it.hasNext()) {
            Object ob = it.next();
            System.out.print(ob.toString() + "\t");
        }
        Object ob = it.first();
        System.out.println("\nFirst：" + ob.toString());
    }
}

结果：

1 2	聚合的内容有：中山大学华南理工韶关学院 First：中山大学

实例

创建一个叙述导航方法的 Iterator 接口和一个返回迭代器的 Container 接口。
实现了 Container 接口的实体类将负责实现 Iterator 接口。
IteratorPatternDemo，我们的演示类使用实体类 NamesRepository 来打印 NamesRepository 中存储为集合的 Names。

创建接口
Iterator.java

public interface Iterator {
   public boolean hasNext();
   public Object next();
}

Container.java

1
2
3

public interface Container {
   public Iterator getIterator();
}

创建实现了 Container 接口的实体类。该类有实现了 Iterator 接口的内部类 NameIterator。
NameRepository.java

public class NameRepository implements Container {
   public String[] names = {"Robert" , "John" ,"Julie" , "Lora"};
 
   @Override
   public Iterator getIterator() {
      return new NameIterator();
   }
 
   private class NameIterator implements Iterator {
 
      int index;
 
      @Override
      public boolean hasNext() {
         if(index < names.length){
            return true;
         }
         return false;
      }
 
      @Override
      public Object next() {
         if(this.hasNext()){
            return names[index++];
         }
         return null;
      }     
   }
}

使用 NameRepository 来获取迭代器，并打印名字。
IteratorPatternDemo.java

public class IteratorPatternDemo {
   
   public static void main(String[] args) {
      NameRepository namesRepository = new NameRepository();
 
      for(Iterator iter = namesRepository.getIterator(); iter.hasNext();){
         String name = (String)iter.next();
         System.out.println("Name : " + name);
      }  
   }
}

结果

Name : Robert
Name : John
Name : Julie
Name : Lora

洛玖随笔

【设计模式】Iterator Pattern 迭代器模式

迭代器模式

意图

解决问题

何时使用？

应用环境举例

优点

缺点

注意

类图

实现

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