设计模式之迭代器模式

简介: 设计模式之迭代器模式

介绍

在现实生活以及程序设计中,经常要访问一个聚合对象中的各个元素,如“数据结构”中的链表遍历,通常的做法是将链表的创建和遍历都放在同一个类中,但这种方式不利于程序的扩展,如果要更换遍历方法就必须修改程序源代码,这违背了 “开闭原则”。

在客户访问类与聚合类之间插入一个迭代器,这分离了聚合对象与其遍历行为,对客户也隐藏了其内部细节,且满足“单一职责原则”和“开闭原则”,如 Java 中的 Collection、List、Set、Map 等都包含了迭代器。

迭代器模式(Iterator):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。

案例

迭代器模式主要包含以下角色:

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。

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抽象聚合类

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

具体聚合类

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));
    }
}

抽象迭代器类

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

具体迭代器类

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;
    }
}

客户端类

public static void main(String[] args) {
        Aggregate ag = new ConcreteAggregate();
        ag.add("11");
        ag.add("22");
        ag.add("33");
        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());
    }

输出结果

聚合的内容有:11 22  33  
First:11

优缺点及应用场景

优点:

  • 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
  • 遍历任务交由迭代器完成,这简化了聚合类。
  • 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。
  • 增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码。
  • 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:

  • 增加了类的个数,这在一定程度上增加了系统的复杂性。

应用场景:

  • 如果你希望为遍历不同的聚合对象提供一个统一的接口,可以使用迭代器模式;
  • 如果你希望有多种遍历方式可以访问聚合对象,可以使用迭代器模式;
  • 如果你希望提供访问一个聚合对象的内容,但是又不想暴露它的内部表示的时候,可以使用迭代器模式来提供迭代器接口,从而让客户只是通过迭代器的接口来访问聚合对象,而无须关心聚合对象的内部实现。

jdk中的迭代器模式

jdk集合类中继承了Iterable接口

这里可以看到Collection继承了Iterable接口

对于不同集合实现自己的迭代器,例如arraylist

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