JAVA23种设计模式（19）：迭代器模式(Iterator)，重要程度★★★★★

23种设计模式介绍：https://mp.youkuaiyun.com/postedit/90552052

 

1.1 意图

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”。

既然将遍历方法封装在聚合类中不可取，那么聚合类中不提供遍历方法，将遍历方法由用户自己实现是否可行呢？答案是同样不可取，因为这种方式会存在两个缺点：

1. 暴露了聚合类的内部表示，使其数据不安全；
2. 增加了客户的负担。

“迭代器模式”能较好地克服以上缺点，它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。

1.2 模式定义

迭代器（Iterator）模式的定义：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。迭代器模式是一种对象行为型模式，其主要优点如下。

1. 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
2. 遍历任务交由迭代器完成，这简化了聚合类。
3. 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。
4. 增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。
5. 封装性良好，为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

其主要缺点是：增加了类的个数，这在一定程度上增加了系统的复杂性。
1.3 使用场景
1.4 模式结构

迭代器模式是通过将聚合对象的遍历行为分离出来，抽象成迭代器类来实现的，其目的是在不暴露聚合对象的内部结构的情况下，让外部代码透明地访问聚合的内部数据。现在我们来分析其基本结构与实现方法。

1. 模式的结构

迭代器模式主要包含以下角色。

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。

package DesignPattern23.iterator;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * Description:
 * Author: 88448060
 * Date: 2019/11/12
 */
public class IteratorPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Aggregate ag=new ConcreteAggregate();
        ag.add("中山大学");
        ag.add("华南理工");
        ag.add("韶关学院");
        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());
    }
}
//抽象聚合
interface Aggregate{
    public void add(Object obj);
    public void remove(Object obj);
    public Iterator getIterator();
}
//具体聚合
class ConcreteAggregate implements Aggregate{
    private List<Object> list=new ArrayList<Object>();
    @Override
    public void add(Object obj) {
        list.add(obj);
    }
    @Override
    public void remove(Object obj){
        list.remove(obj);
    }
    @Override
    public Iterator getIterator() {
        return(new ConcreteIterator(list));
    }
}
//抽象迭代器
interface Iterator{
    Object first();
    Object next();
    boolean hasNext();
}
//具体迭代器
class ConcreteIterator implements Iterator{
    private List<Object> list=null;
    private int index=-1;
    public ConcreteIterator(List<Object> list){
        this.list=list;
    }
    @Override
    public boolean hasNext(){
        if(index<list.size()-1){
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }
    @Override
    public Object first(){
        index=0;
        Object obj=list.get(index);;
        return obj;
    }
    @Override
    public Object next() {
        Object obj=null;
        if(this.hasNext()) {
            obj=list.get(++index);
        }
        return obj;
    }
}

执行结果为：

聚合的内容有：中山大学	华南理工	韶关学院	
First：中山大学

Process finished with exit code 0

1.5 时序图
1.6 demo
1.7 总结