2021年11月27日18:24:29
迭代器模式
定义
Provide a way to access the elements of an aggregate object sequentially without
exposing its underlying representation. ——《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》
提供一种顺序访问集合的元素而不暴露其底层表示的方法。 ——《设计模式：可复用面向对象软件的基础》
迭代器模式是一种行为型模式。
明明讲
迭代器模式就是提供一种遍历的方法，这种方法有两个特点：一是按你想要的方式访问到你想访问的元素，二是不暴露底层是什么存的，怎么存的。
在开发过程中，我们使用类库提供给我们的集合，遍历集合中的元素，使用的就是迭代器。一般情况下，单单作为使用者，我们是不会去关注这些集合底层结构是什么，只需要拿到我们需要的数据，进行业务逻辑的处理就可以了。但是呢，作为一个优秀的开发者，当然要深入了解各种集合的数据结构及操作的。当然啦，我们是不会说我们是为了面试才去了解的啦。（此处应该有表情）
常见用法：
List list = new ArrayList<>();
list.add("ming");
list.add("ming");
list.add("come");
for(String s : list) {
System.out.println(s);
}
上面代码中的for循环遍历列表中的数据，Java编译器会将这段代码变成使用ArrayList中的迭代器去遍历数据。编译之后再反编译，代码如下：
List list = new ArrayList();
list.add("ming");
list.add("ming");
list.add("come");
Iterator var1 = list.iterator();
while(var1.hasNext()) {
String s = (String)var1.next();
System.out.println(s);
}
图示
迭代器模式结构图：
角色
抽象迭代器角色(Iterator)：
- 定义一个接口，用于访问和遍历元素，它的方法一般有：first、next、hasNext等。
具体迭代器角色(ConcreteIterator)：
- 实现【抽象迭代器角色】定义的执行操作
- 记录集合迭代时的当前位置，如图中的currentItem()方法
- 当客户端控制迭代，迭代器被称作外部迭代器；当迭代器控制迭代，迭代器是内部迭代器。(When the client controls the iteration, the iterator is called an external
iterator, and when the iterator controls it, the iterator is aninternal iterator.) - Java类库中AbstractList、ArrayList、HashMap中都有具体迭代器
抽象集合角色(Aggregate)：
- 定义了一个接口，用于创建迭代器对象
具体集合角色(ConcreteAggregate)：
- 实现【抽象集合角色】，实现创建迭代器对象方法，返回一个迭代器实例
代码示例
家有小女，名为晓月，一岁有余，嘤嘤学语。
除夕佳节，给家人拜年，爷爷奶奶，爸爸妈妈，叔叔婶婶，还有晓月自己，新年快乐。
类图：
抽象迭代器角色：
public interface NameIterator {
String next();
boolean hastNext();
}
抽象集合角色：
public interface FamilyAggregate {
NameIterator createIterator();
boolean addFamily(int generation, String name);
}
具体集合角色和具体迭代器角色：
// 具体集合类
public class FamilyAggregateImpl implements FamilyAggregate {
private int generation;
private List[] generations;
public FamilyAggregateImpl(int generation) {
this.generation = generation;
this.generations = initFamily(generation);
}
private List[] initFamily(int generation) {
List[] name = new ArrayList[generation];
for (int i = 0; i < generation; i++) {
name[i] = new ArrayList<>();
}
return name;
}
public boolean addFamily(int generation, String name) {
return generations[generation - 1].add(name);
}
@Override
public NameIterator createIterator() {
return new NameIteratorImpl();
}
// 具体迭代器
private class NameIteratorImpl implements NameIterator {
int currentGeneration;
int cursor;
NameIteratorImpl() {
this.currentGeneration = FamilyAggregateImpl.this.generation;
}
@Override
public String next() {
int i = cursor;
List[] generations = FamilyAggregateImpl.this.generations;
if (currentGeneration == 1 && cursor == generations.length) {
System.out.println("无剩余可遍历");
}
String name = generations[currentGeneration - 1].get(i);
cursor = i + 1;
if (cursor == generations[currentGeneration - 1].size()) {
currentGeneration--;
cursor = 0;
}
return name;
}
@Override
public boolean hastNext() {
return currentGeneration != 0;
}
}
}
客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
FamilyAggregate family = new FamilyAggregateImpl(3);
family.addFamily(1, "晓月");
family.addFamily(2, "爸爸");
family.addFamily(2, "妈妈");
family.addFamily(2, "叔叔");
family.addFamily(2, "婶婶");
family.addFamily(3, "爷爷");
family.addFamily(3, "奶奶 ");
NameIterator iterator = family.createIterator();
while (iterator.hastNext()) {
String name = iterator.next();
System.out.println(name);
}
}
}
结果如下：
爷爷
奶奶
爸爸
妈妈
叔叔
婶婶
晓月
使用场景
- 1、访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
- 2、可以为聚合对象提供多种遍历方式，比如顺序、逆序等。
- 3、为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口，比如访问下一个元素的方法是next。
优点
- 1、它支持以不同的方式遍历一个聚合对象。
- 2、迭代器简化了聚合类。
- 3、在同一个聚合上可以有多个遍历。
- 4、在迭代器模式中，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。
缺点
- 由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。
总结
迭代器模式应该是最常见的设计模式了，可以说Java程序员只要开发，都要使用它。
迭代器模式是一种行为型设计模式，它为集合提供了一个遍历元素的方式，又不会暴露它的内部表示。
完
2021年12月7日01:47:38