java设计模式（十五）——迭代器模式

学院展示项目需求：

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。如图：

 

传统的设计方案(类图)

 

问题分析： 

1. 将学院看做是学校的子类，系是学院的子类，这样实际上是站在组织大小来进行分层次的
2. 实际上我们的要求是 ：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， 因此这种方案，不能很好实现的遍历的操作
3. 解决方案：=> 迭代器模式

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。

原理类图

对原理类图的说明-即(迭代器模式的角色及职责)

1. Iterator ： 迭代器接口，是系统提供，含义 hasNext, next, remove
2. ConcreteIterator :  具体的迭代器类，管理迭代
3. Aggregate :一个统一的聚合接口， 将客户端和具体聚合解耦
4. ConcreteAggreage : 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， 该迭代器可以正确遍历集合
5. Client :客户端，  通过 Iterator 和 Aggregate 依赖子类

迭代器模式解决学院展示需求

代码示例：

//定义系
public class Department {

	private String name;
	
	private String desc;

	public Department(String name,String desc) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		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;
	}
	
}
//不同学院实现迭代器类
public class ComputerCollageIterator implements Iterator{

	//这里我们需要知道Department是以怎样的形式存放
	
	Department[] departments;
	
	int position = 0;//遍历的位置
	
	public ComputerCollageIterator(Department[] departments) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.departments = departments;
	}
	@Override
	public boolean hasNext() {
		if(position  >= departments.length || departments[position] == null){
			return false;
		}else{
			return true;
		}
	}

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

}
public class InfoColleageIterator implements Iterator{

	//信息工程学院以list集合形式存放
	List departments;
	
	int index = -1;//遍历的位置
	
	public InfoColleageIterator(List departments) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.departments = departments;
	}
	@Override
	public boolean hasNext() {
		if(index >= departments.size() -1){
			
			return false;
		}else{
			index++;
			return true;

		}
	}

	@Override
	public Object next() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return departments.get(index);
	}

}
//学院
public interface Collage {
	
	
	public String getName();
	
	//增加系的方法
	public void addDepartment(String name,String desc);
	
	//返回一个遍历器遍历
	public Iterator creatIterator();
}
//学院具体类
public class ComputerCollage implements Collage{

	Department[] departments;
	
	int numOfDepartments = 0; //当前对象的个数 
	
	public ComputerCollage() {
		departments = new Department[5];
		addDepartment("Java专业","Java专业");
		addDepartment("PHP专业","PHP专业");
		addDepartment("大数据专业","大数据专业");
		
	}
	@Override
	public String getName() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "计算机学院";
	}

	@Override
	public void addDepartment(String name, String desc) {
		Department department = new Department(name, desc);
		departments[numOfDepartments] = department;
		numOfDepartments += 1;
	}

	@Override
	public Iterator creatIterator() {
		return new ComputerCollageIterator(departments);
	}

}
public class InfoColleage implements Collage{
	List departments;
	
	public InfoColleage() {
		departments = new ArrayList();
		addDepartment("信息安全专业","信息安全专业");
		addDepartment("网络安全专业","网络安全专业");
		addDepartment("服务器安全专业","服务器安全专业");
	}
	
	@Override
	public String getName() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "信息工程学院";
	}

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

	@Override
	public Iterator creatIterator() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new InfoColleageIterator(departments);
	}

}
//单独做了一个输出类，便于管理输出
public class OutPutImpl {
	//学院集合
	List collages;
	
	public OutPutImpl(List collages) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.collages =collages;
	}
	
	//遍历所有学院，
	public void printCollage() {
		Iterator iterator = collages.iterator();
		
		while (iterator.hasNext()) {
			Collage collage = iterator.next();
			System.out.println("==========="+collage.getName()+"==========");
			printDepartment(collage.creatIterator());
		}
	}
	
	public void printDepartment(Iterator iterator) {
		while (iterator.hasNext()){
			Department department = (Department) iterator.next();
			System.out.println(department.getName());
		}
	}
}
//测试类
public class Client {
	
	public static void main(String[] args) {
		//创建学院
		List collages = new ArrayList();
		
		ComputerCollage computerCollage = new ComputerCollage();
		InfoColleage infoColleage = new InfoColleage();
		//collages.add(infoColleage);
		collages.add(computerCollage);
		
		OutPutImpl outPutImpl = new OutPutImpl(collages);
		
		outPutImpl.printCollage();
		
		
	}
}	

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