Java设计模式（十六）——————【行为型模式】设计模式之迭代器模式

源码地址：【行为型模式】设计模式之迭代器模式

• 基本介绍

1. 迭代器模式（Iterator Pattern）是常用的设计模式，属于行为型模式

2. 如果我们的集合元素是用不同的方式实现的，有数组，还有java的集合类，或者还有其他方式，当客户端要遍历这些集合元素的时候就要使用多种遍历方式，而且还会暴露元素的内部结构，可以考虑使用迭代器模式解决。

3. 迭代器模式，提供一种遍历集合元素的统一接口，用一致的方法遍历集合元素，不需要知道集合对象的底层表示，即：不暴露其内部的结构。

• 基本原理

  Iterator：迭代器接口，是JDK提供的，含有hasNext、next、remove

  ConcreteIterator：具体的迭代器类，管理迭代

  Aggregate：一个统一的聚合接口，将客户端和具体聚合解耦

  ConcreteAggregate：具体的聚合持有对象集合，并提供一个方法返回一个迭代器，该迭代器可以遍历集合

• 应用案例

  1、需求

  编写程序展示一个学校院系结构：需求是这样，要在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系。

  2、UML类图

3、代码实现

学院及院系的迭代器

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {

    List<Department> departments;
    int position = -1;

    public ComputerCollegeIterator(List<Department> departments) {
        this.departments = departments;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        if(position >= departments.size() -1){
            return false;
        }
        position += 1;
        return true;
    }

    @Override
    public Object next() {
        Department department = departments.get(position);
        return department;
    }

    @Override
    public void remove() {

    }
}

public class InfoCollegeIterator implements Iterator {

    /**
     * 存放院系
     */
    Department[] departments;
    /**
     * 遍历位置
     */
    int position = 0;

    public InfoCollegeIterator(Department[] departments) {
        this.departments = departments;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        if( position > departments.length || departments[position] == null){
            return false;
        }
        return true;
    }

    @Override
    public Object next() {
        Department department = departments[position];
        position += 1;
        return department;
    }

    @Override
    public void remove() {

    }
}

学院、院系实体

public interface College {

    String getName();

    void addDepartment(String name,String desc);

    Iterator createIterator();
}

public class ComputerCollege implements College {

    List<Department> departments;


    public ComputerCollege() {
        departments = new ArrayList<>();
        addDepartment("Java","Java专业");
        addDepartment("PHP","PHP专业");
        addDepartment("Python","Python专业");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "计算机学院";
    }

    @Override
    public void addDepartment(String name, String desc) {
        Department department = new Department(name,desc);
        departments.add(department);
    }

    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new ComputerCollegeIterator(departments);
    }
}

public class InfoCollege implements College {

    Department[] departments;
    int positon = 0;

    public InfoCollege() {
        departments = new Department[5];
        addDepartment("信息工程","信息工程学院");
        addDepartment("信息安全","信息安全学院");
        addDepartment("通信工程","通信工程学院");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "信息工程学院";
    }

    @Override
    public void addDepartment(String name, String desc) {
        Department department = new Department(name,desc);
        departments[positon] = department;
        positon++;
    }

    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new InfoCollegeIterator(departments);
    }
}

public class Department {

    private String name;

    private String desc;

    public Department(String name, String desc) {
        this.name = name;
        this.desc = desc;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getDesc() {
        return desc;
    }

    public void setDesc(String desc) {
        this.desc = desc;
    }
}

学院及院系输出

public class OutputImpl {

    List<College> collegeList;

    public OutputImpl(List<College> collegeList) {
        this.collegeList = collegeList;
    }

    /**
     * 打印学院
     */
    public void printCollege(){
        Iterator<College> iterator = collegeList.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            College college = iterator.next();
            System.out.println("=================="+college.getName()+"=================");
            printDepartment(college.createIterator());
        }
    }

    /**
     * 打印院系
     * @param iterator
     */
    public void printDepartment(Iterator iterator){
        while (iterator.hasNext()){
            Department department = (Department) iterator.next();
            System.out.println(department.getName());
        }
    }
}

测试类

public class IteratorClient {

    public static void main(String[] args) {

        List<College> collegeList = new ArrayList<>();

        ComputerCollege computerCollege = new ComputerCollege();
        InfoCollege infoCollege = new InfoCollege();

        collegeList.add(computerCollege);
        collegeList.add(infoCollege);

        OutputImpl output = new OutputImpl(collegeList);
        output.printCollege();
    }
}

• 源码分析

  JDK的ArrayList集合就使用了迭代器模式

  1）ArrayList的内部类Itr充当了具体的迭代器

  2）List充当了聚合接口，含有iterator方法返回一个迭代器对象

  3）ArrayList是实现了List的子类，实现了iterator方法

  4）Iterator接口系统jdk提供

  5）不同的集合都提供了不同的迭代器来解决统一遍历问题

• 总结

优点

1. 提供一个统一的方法遍历对象，客户不用再考虑聚合的类型，使用一种方法就可以遍历对象了。

2. 隐藏了聚合的内部结构，客户端要遍历聚合的时候只能取到迭代器，而不会知道聚合的具体组成。

3. 提供了一种设计思想，就是一个类应该只有一个引起变化的原因（叫做单一责任原则）。在聚合类中，我们把迭代器分开，就是要把管理对象集合和遍历对象集合的责任分开，这样一来集合改变的话，只影响到聚合对象。而如果遍历方式改变的话，只影响到了迭代器。

4. 当要展示一组相似对象，或者遍历一组相同对象时使用, 适合使用迭代器模式

缺点

1. 每个聚合对象都要一个迭代器，会生成多个迭代器不好管理类