java23种设计模式（十五） -- 迭代器模式（行为设计模式）

迭代器模式

介绍

迭代器模式，常见的就是我们日常使用的iterator遍历。虽然这个设计模式在我们的实际业务开发中的场景并不多，但却几乎每天都要使用jdk为我们提供的list集合遍历。另外增强的for循环虽然是循环输出数据，但是他不是迭代器模式。迭代器模式的特点是实现Iterable接口，通过next的方式获取集合元素，同时具备对元素的删除等操作。而增强的for循环是不可以的。

这种设计模式的优点是可以让我们以相同的方式，遍历不同的数据结构元素，这些数据结构包括；数组、链表、树等，而用户在使用遍历的时候并不需要去关心每一种数据结构的遍历处理逻辑，从让使用变得统一易用。

定义

迭代器模式（Iterator），提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各种元素，而又不暴露该对象的内部表示。

角色构成

• 迭代器角色（Iterator）:定义遍历元素所需要的方法，一般来说会有这么三个方法：取得下一个元素的方法next()，判断是否遍历结束的方法hasNext()），移出当前对象的方法remove(),
• 具体迭代器角色（Concrete Iterator）：实现迭代器接口中定义的方法，完成集合的迭代。
• 容器角色(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
• 具体容器角色（ConcreteAggregate）：就是抽象容器的具体实现类，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。

应用的场景及意义

(1)访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示

(2)支持对聚合对象的多种遍历

(3)为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口

具体实现

项目结构

定义迭代器角色(Iterator)

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

定义具体迭代器角色(Concrete Iterator)

public class ConcreteIterator implements Iterator {
    private List list = null;
    private int index;
 
    public ConcreteIterator(List list) {
        super();
        this.list = list;
    }
 
    @Override
    public boolean hasNext() {
        if (index >= list.getSize()) {
            return false;
        } else {
            return true;
        }
    }
 
    @Override
    public Object next() {
        Object object = list.get(index);
        index++;
        return object;
    }
 
}

定义容器角色(Aggregate)

//定义集合可以进行的操作
 public interface List {
  
   public void add(Object obj); 
     public Object get(int index);
     public Iterator iterator(); 
     public int getSize();
 
}

定义具体容器角色(ConcreteAggregate)

public class ConcreteAggregate implements List{
 
    private Object[] list;
    private int size=0;
    private int index=0;
    public ConcreteAggregate(){
        index=0;
        size=0;
        list=new Object[100];
    }
    @Override
    public void add(Object obj) {
        list[index++]=obj;
        size++;
    }
 
    @Override
    public Iterator iterator() {
         
        return new ConcreteIterator(this);
    }
    @Override
    public Object get(int index) {
         
        return list[index];
    }
    @Override
    public int getSize() {
         
        return size;
    }
 
}

测试类

public class ApiTest {


    @Test
    public void testCommand(){
        List list=new ConcreteAggregate();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        Iterator it=list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.println(it.next());
        }
    }

}

优点

• 简化了遍历方式，对于对象集合的遍历，还是比较麻烦的，对于数组或者有序列表，我们尚可以通过游标来取得，但用户需要在对集合了解很清楚的前提下，自行遍历对象，但是对于hash表来说，用户遍历起来就比较麻烦了。而引入了迭代器方法后，用户用起来就简单的多了。
• 可以提供多种遍历方式，比如说对有序列表，我们可以根据需要提供正序遍历，倒序遍历两种迭代器，用户用起来只需要得到我们实现好的迭代器，就可以方便的对集合进行遍历了。
• 封装性良好，用户只需要得到迭代器就可以遍历，而对于遍历算法则不用去关心。

缺点：

• 对于比较简单的遍历（像数组或者有序列表），使用迭代器方式遍历较为繁琐，大家可能都有感觉，像ArrayList，我们宁可愿意使用for循环和get方法来遍历集合。

总的来说： 迭代器模式是与集合共生共死的，一般来说，我们只要实现一个集合，就需要同时提供这个集合的迭代器，就像java中的Collection，List、Set、Map等，这些集合都有自己的迭代器。假如我们要实现一个这样的新的容器，当然也需要引入迭代器模式，给我们的容器实现一个迭代器。