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简说设计模式——迭代器模式

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简说设计模式——迭代器模式
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一、什么是迭代器模式

迭代器这个词在Java中出现过,即Java中使用Iterator迭代器对集合进行遍历,但迭代器模式算是一个没落的模式,基本上没人会单独写一个迭代器,除非是产品性质的开发。

迭代器模式(Iterator),提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又不暴露该对象的内部表示。UML结构图如下:

其中,Aggregate是聚集抽象类,负责提供创建具体迭代器角色的接口;Iterator是迭代抽象类,用于定义得到开始对象、得到下一个对象、判断是否到结尾、当前对象等抽象方法,统一接口;ConcreteAggregate是具体聚集类,继承Aggregate;ConcreteIterator是具体迭代器类,继承Iterator,实现开始、下一个、是否结尾、当前对象等方法。

1. 抽象容器

负责提供接口,比如存在一个类似createIterator()这样的方法,在Java中一般是iterator()方法。

1 public interface Aggregate {
2     
3     public void add(Object object);
4     
5     public void remove(Object object);
6     
7     public Iterator iterator();
8 
9 }

2. 抽象迭代器

负责定义访问和遍历元素的接口,基本上有固定的三个方法,即first()获取第一个元素、next()访问下一个元素、hasNext()是否已经遍历到底部。

1 public interface Iterator {
2     
3     public Object next();    //遍历到下一个元素
4     
5     public boolean hasNext();    //是否已经遍历到尾部
6     
7     public boolean remove();    //删除当前指向的元素
8 
9 }

3. 具体容器

 1 public class ConcreteAggregate implements Aggregate {
 2     
 3     private Vector vector = new Vector();
 4 
 5     @Override
 6     public void add(Object object) {
 7         this.vector.add(object);
 8     }
 9 
10     public void remove(Object object) {
11         this.remove(object);
12     }
13 
14     @Override
15     public Iterator iterator() {
16         return new ConcreteIterator(this.vector);
17     }
18     
19 }

4. 具体迭代器

简单的实现就是通过一个游标,在一个容器中上下翻滚,遍历所有它需要查看的元素。

 1 public class ConcreteIterator implements Iterator {
 2     
 3     private Vector vector = new Vector();
 4     public int cursor = 0;    //定义当前游标
 5     
 6     public ConcreteIterator(Vector vector) {
 7         this.vector = vector;
 8     }
 9 
10     @Override
11     public Object next() {
12         Object result = null;
13         
14         if (this.hasNext()) {
15             result = this.vector.get(this.cursor ++);
16         } else {
17             result = null;
18         }
19         
20         return result;
21     }
22 
23     @Override
24     public boolean hasNext() {
25         if (this.cursor == this.vector.size()) {
26             return false;
27         }
28         
29         return true;
30     }
31 
32     @Override
33     public boolean remove() {
34         this.vector.remove(this.cursor);
35         
36         return true;
37     }
38 
39 }

5. Client客户端

下面测试一下,注意引入自定义的Iterator类,而不是Java封装好的Iterator类。

 1 public class Client {
 2     
 3     public static void main(String[] args) {
 4         Aggregate aggregate = new ConcreteAggregate();
 5         aggregate.add("abc");
 6         aggregate.add("aaa");
 7         aggregate.add("1234");
 8         
 9         //遍历
10         Iterator iterator = aggregate.iterator();
11         while (iterator.hasNext()) {
12             System.out.println(iterator.next());
13         }
14     }
15 
16 }

运行结果如下:

二、迭代器模式的应用

1. 何时使用

  • 遍历一个聚合对象时

2. 方法

  • 把在元素间游走的责任交给迭代器,而不是聚合对象

3. 优点

  • 支持以不同的方式遍历一个聚合对象
  • 迭代器简化了聚合类
  • 在同一个聚合上可以有多个遍历
  • 增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无需修改原有代码

4. 缺点

  • 增加了系统的复杂性。因为迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离,增加了新的聚合类需要对应增加新的迭代器类,增加了系统的复杂性。

5. 使用场景

  • 访问一个聚合对象的内容无需暴露它的内部表示时
  • 需要为聚合对象提供多种便利方式时
  • 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口

6. 应用实例

  • Java中的Iterator迭代器
  • foreach遍历

三、迭代器模式的实现

这部分内容就不再赘述了,具体实现与上方代码没有太大区别,根据具体应用场景加以改变即可,当然也可以参考java.util.Iterator的源码。

到此,常见的23种设计模式就介绍完了,所有源码皆已上传至码云,至于扩展的新模式(常用23个设计模式之外的设计模式),后续有机会会继续更新,短时间内不再编写有关设计模式的内容。

源码地址: https://gitee.com/adamjiangwh/GoF

阅读原文...


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