设计模式之迭代器模式（Iterator Pattern）

基本介绍

• 如果我们的集合元素是用不同的方式实现的，有数组，还有java的集合类，或者还有其他方式，当客户端要遍历这些集合元素的时候就要使用多种遍历方式，而且还会暴露元素的内部结构，可以考虑使用迭代器模式解决
• 迭代器模式，提供一种遍历集合元素的统一接口，用一致的方法遍历集合元素，不需要知道集合对象的底层表示，即：不暴露其内部的结构
  

原理图的说明：

• Iterator：迭代器接口，是系统提供，含有hasNext、next、remove等方法
• ConcreteIterator：具体的迭代器类，管理迭代
• Aggregrate：一个统一的聚合接口，将客户端和具体聚合解耦
• ConcreteAggregate：具体的聚合持有对象集合，并提供一个方法，返回一个迭代器，该迭代器可以正确遍历集合
• Client：客户端，通过Iterator和Aggregate依赖子类

案例

学校院系展示需求

• 将学院看做是学校的子类，系是学院的子类
• 要求是：在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系
• 解决方案：=> 迭代器模式

迭代器模式实现

public interface College {
    String getName();

    void addDepartment(String name, String desc);

    Iterator createIterator();
}

public class ComputerCollege implements College {
    Department[] departments;

    Integer numOfDepartment = 0;

    public ComputerCollege() {
        this.departments = new Department[5];
        addDepartment("JAVA","java专业");
        addDepartment("PHP","php专业");
        addDepartment("大数据","大数据专业");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "计算机学院";
    }

    @Override
    public void addDepartment(String name, String desc) {
        Department department = new Department(name, desc);
        departments[numOfDepartment] = department;
        numOfDepartment++;
    }

    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new ComputerCollegeIterator(departments);
    }
}

public class InfoCollege implements College {
    private List<Department> departmentList;

    public InfoCollege() {
        this.departmentList = new ArrayList<>();
        addDepartment("信息安全","信息安全专业");
        addDepartment("网络安全","网络安全专业");
        addDepartment("服务器安全","服务器安全专业");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "信息工程学院";
    }

    @Override
    public void addDepartment(String name, String desc) {
        departmentList.add(new Department(name, desc));
    }

    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new InfoCollegeIterator(departmentList);
    }
}

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {
    private Department[] departments;
    private Integer position = 0;

    public ComputerCollegeIterator(Department[] departments) {
        this.departments = departments;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        if (position >= departments.length || departments[position] == null) {
            return false;
        }
        return true;
    }

    @Override
    public Object next() {
        Department department = departments[position];
        position++;
        return department;
    }
}

public class InfoCollegeIterator implements Iterator {
    private List<Department> departmentList;
    private int index = -1;

    public InfoCollegeIterator(List<Department> departmentList) {
        this.departmentList = departmentList;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        if (index >= departmentList.size() - 1) {
            return false;
        }
        index++;
        return true;
    }

    @Override
    public Object next() {
        return departmentList.get(index);
    }
}

@Data
@AllArgsConstructor
public class Department {
    private String name;
    private String desc;
}

@AllArgsConstructor
public class OutputImpl {
    List<College> collegeList;

    public void printDepartment(Iterator iterator) {
        while (iterator.hasNext()) {
            Department department = (Department) iterator.next();
            System.out.println(department.getName());
        }
    }

    public void printCollege(){
        Iterator<College> collegeIterator = collegeList.iterator();
        while (collegeIterator.hasNext()) {
            College college = collegeIterator.next();
            System.out.println("------"+college.getName()+"------");
            printDepartment(college.createIterator());
        }
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        List<College> collegeList = new ArrayList<>();
        ComputerCollege computerCollege = new ComputerCollege();
        InfoCollege infoCollege = new InfoCollege();

        collegeList.add(computerCollege);
        collegeList.add(infoCollege);

        OutputImpl output = new OutputImpl(collegeList);

        output.printCollege();
    }
}

注意事项和细节

• 优点
  • 提供一个统一的方法遍历对象，客户端不用考虑聚合的类型（例如list或者数组），使用一种方法就可以遍历对象
  • 隐藏了聚合的内部结构，客户端要遍历聚合的时候，只能取到迭代器，而不会知道聚合的具体组成
  • 提供了一种设计思想，就是一个类应该只有一个引起变化的原因（单一职责原则）。在聚合类中，我们把迭代器分开，就是要把管理对象集合和遍历对象集合的责任分离开来，这样一来集合改变的话只影响到聚合对象。而如果遍历方式改变的话，只影响到了迭代器
  • 当要展示一组相似对象，或者遍历一组相同对象时，适合使用迭代器
• 缺点
  • 每个聚合对象都要一个迭代器，会生成多个迭代器，不好管理类