函数式编程下的Iterator模式

在模式下，Iterator模式是一个思路相对简单的模式。
迭代器（Iterator）模式，又叫做游标（Cursor）模式。GOF给出的定义为：提供一种方法访问一个容器（container）对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。
在“iluwatar/java-design-patterns”中，有一个Iterator模式例子，其类图如下所示：

Iterator模式示例类图

Iterator模式的关键就是要对外公开一个迭代器接口，该接口拥有hasNext()和next()这两个方法，如下所示：

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

然后在迭代器的实现类里实现这两个方法，具体的代码就不再给出，请参考：一个关于Iterator模式的例子

我们知道，Iterator模式能够实现迭代的关键是next()方法；而函数式编程下，Stream类也有很多方法迭代的方法，如forEach和peak等，因此，我们认为实现了函子(functor)的Stream类就是一个完整的迭代器。
下面，我们使用Stream类实现“iluwatar/java-design-patterns”中的例子。
ItemType这个类还是不变：

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

Item类也不变：

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;
    }
｝

变化较大的是TreasureChest类：

public class TreasureChest {
    private List 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 stream()
    {
        return this.items.stream();
    }

此处输入代码基于Stream类的迭代器实现起来比Iterator模式简单多了，因为Stream类本身就实现了迭代方法。
下面，我们来看如何使用：

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类和函数式编程的迭代，远比面向对象实现Itreator模式的迭代要简单得多，而更加灵活的函数式编程实现的迭代，只需要我们掌握了函子(functor)，就可以实现。

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参考文献：模式-Iterator模式