函數(shù)式編程下的Iterator模式

在模式下,Iterator模式是一個(gè)思路相對(duì)簡(jiǎn)單的模式。
迭代器(Iterator)模式,又叫做游標(biāo)(Cursor)模式。GOF給出的定義為:提供一種方法訪問(wèn)一個(gè)容器(container)對(duì)象中各個(gè)元素,而又不需暴露該對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)。
在“iluwatar/java-design-patterns”中,有一個(gè)Iterator模式例子,其類圖如下所示:


Iterator模式示例類圖
Iterator模式示例類圖

Iterator模式的關(guān)鍵就是要對(duì)外公開一個(gè)迭代器接口,該接口擁有hasNext()next()這兩個(gè)方法,如下所示:

public interface ItemIterator {
    boolean hasNext();
    Item next();
}

然后在迭代器的實(shí)現(xiàn)類里實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)方法,具體的代碼就不再給出,請(qǐng)參考:一個(gè)關(guān)于Iterator模式的例子

我們知道,Iterator模式能夠?qū)崿F(xiàn)迭代的關(guān)鍵是next()方法;而函數(shù)式編程下,Stream類也有很多方法迭代的方法,如forEachpeak等,因此,我們認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了函子(functor)的Stream類就是一個(gè)完整的迭代器。
下面,我們使用Stream類實(shí)現(xiàn)“iluwatar/java-design-patterns”中的例子。
ItemType這個(gè)類還是不變:

public enum ItemType {
    ANY, WEAPON, RING, POTION
}

Item類也不變:

public class Item {
    private ItemType type;
    private String name;
    public Item(ItemType type, String name) {
        this.setType(type);
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return name;
    }
    public ItemType getType() {
        return type;
    }
    public final void setType(ItemType type) {
        this.type = type;
    }
}

變化較大的是TreasureChest類:

public class TreasureChest {
    private List<Item> items;
    public TreasureChest() {
        items = new ArrayList<>();
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of courage"));
        items.add(new Item(ItemType.RING, "Ring of shadows"));
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of wisdom"));
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of blood"));
        items.add(new Item(ItemType.WEAPON, "Sword of silver +1"));
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of rust"));
        items.add(new Item(ItemType.POTION, "Potion of healing"));
        items.add(new Item(ItemType.RING, "Ring of armor"));
        items.add(new Item(ItemType.WEAPON, "Steel halberd"));
        items.add(new Item(ItemType.WEAPON, "Dagger of poison"));
    }
    public Stream<Item> stream()
    {
        return this.items.stream();
    }

此處輸入代碼基于Stream類的迭代器實(shí)現(xiàn)起來(lái)比Iterator模式簡(jiǎn)單多了,因?yàn)镾tream類本身就實(shí)現(xiàn)了迭代方法。
下面,我們來(lái)看如何使用:

public class App {
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(App.class);
    public static void main(String[] args) {
        TreasureChest chest = new TreasureChest();
        chest.stream().filter(item -> item.getType() == RING).forEach(item -> LOGGER.info(item.toString()));
        LOGGER.info("----------");
        chest.stream().filter(item -> item.getType() == POTION).forEach(item -> LOGGER.info(item.toString()));
        LOGGER.info("----------");
        chest.stream().filter(item -> item.getType() == WEAPON).forEach(item -> LOGGER.info(item.toString()));
        LOGGER.info("----------");
        chest.stream().filter(item -> item.getType() != ANY).forEach(item -> LOGGER.info(item.toString()));
    }
}

可以看到,借助于Stream類和函數(shù)式編程的迭代,遠(yuǎn)比面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)Itreator模式的迭代要簡(jiǎn)單得多,而更加靈活的函數(shù)式編程實(shí)現(xiàn)的迭代,只需要我們掌握了函子(functor),就可以實(shí)現(xiàn)。


參考文獻(xiàn):模式-Iterator模式

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