设计模式轻松学【十八】迭代器模式

我们首先来看看下面这段迭代打印字符串的代码

public static void print(Collection coll){
    Iterator it = coll.iterator();
    while(it.hasNext()){
        String str = (String)it.next();
        System.out.println(str);
    }
}

其中就使用到了迭代器模式，正如上述代码一样，在集合中我们就频繁的使用到了迭代器模式。

特点与定义

• 定义：

  提供一种方法顺序的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。迭代器模式可以让用户通过特定的接口访问容器的数据，不需要了解容器内部的数据结构，是一种对象行为型模式。

• 问题由来

  一般开发工作中，我们很少自定义迭代器，因为我们需要迭代功能的类都已经被内置了迭代器（如：list和set）。如果真的遇到这种需求需要我们自定义迭代器的话，可以参考jdk的迭代器实现方式来实现自己的迭代器。

  迭代器是可以从前往后，或者从后往前遍历的。

• 参与角色

  • 抽象容器(Aggregate)：一般是一个接口，提供一个iterator()方法，例如java中的Collection接口，List接口，Set接口等
  • 具体容器（ConcreteAggregate）：就是抽象容器的具体实现类，完成对聚合对象的遍历，记录遍历的当前位置。比如List接口的有序列表实现ArrayList，List接口的链表实现LinkList，Set接口的哈希列表的实现HashSet等。
  • 抽象迭代器（Iterator）：定义遍历元素所需要的方法，一般包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
  • 具体迭代器（Concrete Iterator）：实现迭代器接口中定义的方法，完成集合的迭代。
• 类结构图

  

• 代码结构示例

  • 定义抽象迭代器

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

  • 定义具体迭代器

    class ConcreteIterator implements Iterator{
        private List list = new ArrayList();
        
        private int cursor =0;
        
        public ConcreteIterator(List list){
            this.list = list;
        }
        
        public boolean hasNext() {
            if(cursor==list.size()){
                return false;
            }
            return true;
        }
        
        public Object next() {
            Object obj = null;
            if(this.hasNext()){
                obj = this.list.get(cursor++);
            }
            return obj;
        }
    }

  • 定义抽象容器

    //如：Collection，List，Set
    interface Aggregate {
        public void add(Object obj);
        public void remove(Object obj);
        public Iterator iterator();
    }

  • 定义具体容器

    class ConcreteAggregate implements Aggregate {
        private List list = new ArrayList();
        public void add(Object obj) {
            list.add(obj);
        }
     
        public Iterator iterator() {
            return new ConcreteIterator(list);
        }
     
        public void remove(Object obj) {
            list.remove(obj);
        }
    }

  • 客户端调用

    public class Client {
        public static void main(String[] args){
            Aggregate ag = new ConcreteAggregate();
            ag.add("小明");
            ag.add("小红");
            ag.add("小刚");
            Iterator it = ag.iterator();
            while(it.hasNext()){
                String str = (String)it.next();
                System.out.println(str);
            }
        }
    }

总结

• 优点

  • 简化了遍历方式，遍历任务交由迭代器完成，访问一个聚合对象的内容无须清楚内部实现。
  • 它支持以不同方式遍历一个聚合对象，比如有序列表，我们可以正序，倒序。
  • 封装性良好，为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口，用户只需要得到迭代器就可以遍历，而对于具体聚合对象的遍历算法实现则不用去了解。
• 缺点

  迭代器遍历，比传统的for循环遍历要更加繁琐，比如数组或有序列表

适用场景

• 一般有集合的地方就有迭代器，所以如果你想实现一个类似于集合的容器，那么集合的遍历则可以使用迭代器模式实现
• 迭代器模式在java的普通开发中没有使用机会，因为JDK已经帮我们提供了很多集合框架，这些集合框架中已经默认提供了迭代器，所以我们自定义实现迭代器模式的机会比较少。