聚合对象的迭代访问——迭代模式

Demo 地址： https://github.com/ooblee/HelloDesignPattern

1. 定义

迭代器模式(Iterator Pattern)：提供一种方法来访问聚合对象，而不用暴露这个对象的内部表示，其别名为游标(Cursor)。迭代器模式是一种对象行为型模式。

聚合对象两大重要职责：

• 存储数据。
• 遍历数据。

可以使用迭代器来进行数据的遍历。迭代器提供统一的接口来访问对象。

Java 的集合基本都实现了迭代器。

2. 设计

主要角色：

• 抽象迭代器（Iterator），定义访问和遍历聚合对象的方法。
• 具体迭代器（Concrete Iterator），实现抽象迭代器，完成聚合对象的遍历。内部会有游标来记录当前的元素位置。
• 抽象聚合类（Aggregate），定义创建抽象迭代器的方法。进行聚合对象元素的存储和管理。
• 具体聚合类（Concrete Aggregate），实现抽象迭代器。

类图：

3. 应用

使用场景：

• 隐藏内部实现，使用迭代器进行遍历，可以不用关心聚合对象的内部组织关系和数据存储方式。
• 多种遍历方式，可以增加不同的迭代器，来达到一个聚合对象的多种迭代方式。
• 统一接口，不同的聚合对象，有统一的方式进行迭代，简化遍历。

现实应用中，我们直接使用各个语言自己实现的迭代器就好了。不需要重复造轮子。

3.1. java.util.Iterator

JDK1.8 的抽象迭代器 Iterator 定义如下：

public interface Iterator {

    boolean hasNext();

    E next();

    default void remove() {
        throw new UnsupportedOperationException("remove");
    }
    
    default void forEachRemaining(Consumer action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        while (hasNext())
            action.accept(next());
    }
}

各个方法的作用：

• hasNext，是否有下一个元素
• next，返回下一个元素
• remove，删除元素
• forEachRemaining，使用 Lambda 的风格，函数式调用，进行元素的迭代处理。

使用方式：

public class TestIterator {

    public static void main(String[] args) {

        List list = new ArrayList<>();
        list.add("hello.");
        list.add("hi.");
        list.add("你好.");
        list.add("hola.");

        // 普通方式迭代
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String content = iterator.next();
            System.out.println(content);
        }

        // Lambada 风格
        iterator = list.iterator();
        iterator.forEachRemaining(System.out::println);
    }

}

4. 特点

4.1. 优势

• 易修改，如果需要更换遍历算法，更换相应的具体迭代器，对客户端的代码不用修改。
• 易扩展，可以很方便地新增聚合对象和迭代器。
• 简化聚合对象，聚合对象不需要单独提供数据遍历的方法。

4.2. 缺点

• 复杂性增加，每种聚合对象需要单独实现迭代器，会导致迭代器数量膨胀。
• 设计复杂，迭代器的设计需要考虑到未来的变化，尽可能地思考全面。否则修改抽象实现会影响到所有实现类。