迭代器模式定義
迭代器模式（Iterator），提供一種方法順序訪問(wèn)一個(gè)聚合對(duì)象中的各種元素，而又不暴露該對(duì)象的內(nèi)部表示。
Java程序員在使用集合（collection）時(shí)，并不需要關(guān)注其類型是數(shù)組、列表、集合（set）還是其他，有些人并不知道這些集合包其實(shí)是使用了迭代器模式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
目的
迭代器模式提供了一種順序遍歷聚合對(duì)象元素而不暴露其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的方法。
實(shí)現(xiàn)
迭代器模式基于兩個(gè)抽象類或接口，可以通過(guò)成對(duì)的具體類來(lái)實(shí)現(xiàn)。
- Aggregate（抽象容器）：應(yīng)該由所有類實(shí)現(xiàn)的抽象類，并且可以由迭代器遍歷。這對(duì)應(yīng)于java.util.Collection接口。
- Iterator（抽象迭代器）：抽象迭代器是迭代器抽象類，它定義遍歷容器對(duì)象的操作以及返回對(duì)象的操作。
- ConcreteAggregate（具體容器）：具體容器可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部不同的結(jié)構(gòu)，但會(huì)暴露處理遍歷容器的具體迭代器。
- ConcreteIterator（具體迭代器）：這是處理特定具體容器類的具體迭代器。實(shí)際上，對(duì)于每個(gè)具體容器，必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體迭代器。
實(shí)例
將書(shū)（Book）放到書(shū)架（BookShelf）中，并將書(shū)名按順序顯示。
Aggregate 接口
所要遍歷的集合的接口。實(shí)現(xiàn)了該接口的類將成為一個(gè)可以保存多個(gè)元素的集合，類似數(shù)組。
Aggregate接口中聲明的方法為iterator，作用為生成一個(gè)用于遍歷的迭代器。
/**
* @author: Jay Mitter
* @date: 2020-08-23 20:54
* @description: 表示集合的接口
*/
public interface Aggregate<E> {
/**
* 返回迭代器
* @return iterator
*/
Iterator<E> iterator();
}
Iterator 接口
作用為遍歷集合中元素，相當(dāng)于循環(huán)語(yǔ)句中的循環(huán)變量（for(int i =0;i<arr.lenth;i++），具體實(shí)現(xiàn)一個(gè)順序遍歷的迭代器。
hasNext()方法判斷是否存在下一個(gè)；
next()方法獲取下一個(gè)元素。特殊說(shuō)明下，next()方法在獲取元素的同時(shí)，要將計(jì)數(shù)器向下一個(gè)元素的計(jì)數(shù)加一。獲取的是當(dāng)前元素，并指向下一個(gè)元素。
/**
* @author: Jay Mitter
* @date: 2020-08-23 20:54
* @description: 遍歷集合的接口
*/
public interface Iterator<E> {
/**
* 是否有下一個(gè)元素
* @return true false
*/
boolean hasNext();
/**
* 獲取的是當(dāng)前元素，并將計(jì)數(shù)器向下一個(gè)元素的計(jì)數(shù)加一，指向下一個(gè)元素
* @return E
*/
E next();
}
BookShelf 類
書(shū)架類，作為存放書(shū)的集合類，實(shí)現(xiàn)Aggregate接口。實(shí)現(xiàn)了Aggregate接口的iterator方法。
主要點(diǎn)在iterator()方法，方法返回了遍歷書(shū)架時(shí)要用的BookShelfIterator類作為書(shū)架的迭代器。當(dāng)外部要遍歷書(shū)架時(shí)會(huì)調(diào)用該方法。
/**
* @author: Jay Mitter
* @date: 2020-08-25 22:27
* @description: 表示書(shū)架的類
*/
public class BookShelf implements Aggregate<Book> {
private List<Book> bookList;
public BookShelf() {
this.bookList = new ArrayList<>();
}
@Override
public Iterator<Book> iterator() {
return new BookShelfIterator(this);
}
public Book getBookAt(int index) {
return this.bookList.get(index);
}
public void appendBook(Book book) {
this.bookList.add(book);
}
public int getLength() {
return bookList.size();
}
}
BookShelfIterator 類
作為一個(gè)迭代器，要實(shí)現(xiàn)Iterator接口。index為迭代器當(dāng)前所指向的下標(biāo)。hasNext判斷還有沒(méi)有下一本。通過(guò)下標(biāo)和總數(shù)比較判斷。next獲取當(dāng)前書(shū)，并指向下一個(gè)。
/**
* @author: Jay Mitter
* @date: 2020-08-25 22:30
* @description: 遍歷書(shū)架的類
*/
public class BookShelfIterator implements Iterator<Book> {
private BookShelf bookShelf;
private int index;
public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf) {
this.bookShelf = bookShelf;
this.index = 0;
}
@Override
public boolean hasNext() {
if (index < bookShelf.getLength()) {
return true;
} else {
return false;
}
}
@Override
public Book next() {
Book book = bookShelf.getBookAt(index);
index++;
return book;
}
}
測(cè)試：
/**
* 行為型模式——迭代器模式
*/
@Test
public void testBehaviorIterator() {
BookShelf bookShelf = new BookShelf();
bookShelf.appendBook(new Book("Around the World in 80 Days"));
bookShelf.appendBook(new Book("Bible"));
bookShelf.appendBook(new Book("Cinderella"));
bookShelf.appendBook(new Book("Daddy-Long-Legs"));
Iterator<Book> it = bookShelf.iterator();
while (it.hasNext()) {
Book book = it.next();
System.out.println(book.getName());
}
}
為什么使用迭代器模式
如果是數(shù)組，直接使用for玄幻語(yǔ)句進(jìn)行遍歷處理不就可以了嗎？
為什么要在集合之外引入Iterator角色？
一個(gè)重要的理由：引入Iterator后可以將遍歷與實(shí)現(xiàn)分離開(kāi)來(lái)。
while (it.hasNext()) {
Book book = it.next();
System.out.println(book.getName());
}
這里使用了Iterator的hasNext方法和next方法，并沒(méi)有調(diào)用BookShelf的方法。也就是說(shuō)，這里的while循環(huán)并不依賴于BookShelf的實(shí)現(xiàn)。
例如在BookShelf的開(kāi)發(fā)人員決定放棄用數(shù)組來(lái)管理書(shū)本，而是java.util.Vector取而代之，會(huì)怎么樣呢。不管BookShelf如何變化，只要BookShelf的iterator方法能正確的返回Iterator的實(shí)例，即使不對(duì)上面的while循環(huán)做任何修改，代碼都可以正常工作。
對(duì)于BookShelf的調(diào)用者來(lái)說(shuō)真的太方便了，設(shè)計(jì)模式的作用就是幫助我們編寫(xiě)可復(fù)用的類。
所謂可復(fù)用，就是指將類實(shí)現(xiàn)為組件，當(dāng)一個(gè)組件發(fā)生改變時(shí)，不需要對(duì)其他組件進(jìn)行修改或是只需要很小的修改即可應(yīng)對(duì)。這也就能理解為什么在示例程序中iterator方法返回值不是BookShelf類而是iterator類型了。這表明，程序就是要使用iterator的方法進(jìn)行編程而不是bookshelfiterator的方法。
在Java現(xiàn)有版本中的java.util.Iterator<E>類和java.util.Collection<E>類，是實(shí)現(xiàn)新容器和迭代器很好的例子。當(dāng)需要具有特定行為的容器時(shí)，我們應(yīng)該考慮擴(kuò)展java.collection包中實(shí)現(xiàn)的一個(gè)類，而不是創(chuàng)建一個(gè)新類。
