Java设计模式之 [15] 行为型模式

简介

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,而且还会暴漏元素的内部结构,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, 也就是:不爆露其内部的结构

迭代器模式的原理类图

类图

说明

1.Iterator : 迭代器接口,系统提供的,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.ConcreteAggregate:具有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迭代
5.Client : 客户端,.通过Iterator金额Aggregate依赖子类

需求分析

编写程序展示一个学校院系结构:要在一个界面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

传统模式问题分析

1.将学院看作是学校的子类,系是学院的子类,这是再组织大小上划分层次的
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.一个学校有多少个学院,一个学院有多少和系.因此这种方案,不能实现很好的遍历的操作
3.解决方法 ==>> 迭代器模式

迭代器应用实例

1.设计思路分析和类图

类图

2.代码实现

//系
public class Department {
    private String name;
    private String desc;

    
    /**
     * @param name
     * @param desc
     */
    public Department(String name, String desc) {
        super();
        this.name = name;
        this.desc = desc;
    }

    /**
     * @return the name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * @param name the name to set
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * @return the desc
     */
    public String getDesc() {
        return desc;
    }

    /**
     * @param desc the desc to set
     */
    public void setDesc(String desc) {
        this.desc = desc;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Department [name=" + name + ", desc=" + desc + "]";
    }

}

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {

    // 这里需要Department 是以怎样的方式存放
    Department[] departments;

    int position = 0;// 遍历的位置

    /**
     * @param departments
     * @param position
     */
    public ComputerCollegeIterator(Department[] departments) {
        super();
        this.departments = departments;
    }

    // 判断是否还有下一个位置元素
    @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;
    }

    //删除的方法 默认空实现
    @Override
    public void remove() {
        
    }
    
}

public class InfoCollegeIterator implements Iterator {

    List list;// 信息工程学院是 List 方法存放系
    int index = -1;// 索引

    /**
     * @param list
     */
    public InfoCollegeIterator(List list) {
        super();
        this.list = list;
    }

    // 判断集合有没有下一个元素
    @Override
    public boolean hasNext() {
        if (index >= list.size() - 1) {
            return false;
        } else {
            index += 1;
            return true;
        }
    }

    //获取一个
    @Override
    public Object next() {
        return list.get(index);
    }

    //默认空实现
    @Override
    public void remove() {

    }
}

public interface College {
    String getName();
    
    //增加系的方法
    void addDepartment(String name,String desc);
    
    //返回一个迭代器
    Iterator createIterator();
}

public class ComputerCollege implements College {

    Department[] departments;
    int numOFDepartment = 0; // 保存当前数组的对象个数

    public ComputerCollege() {
        departments = new Department[5];
        addDepartment("Java专业", "月薪30K");
        addDepartment("PHP专业", "月薪20K");
        addDepartment("C++专业", "月薪10K");
        addDepartment("数据库专业", "月薪15K");
    }

    @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[numOFDepartment] = department;
        numOFDepartment += 1;
    }

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

}

public class InfoCollege implements College {

    List departmentList;

    public InfoCollege() {
        departmentList = new ArrayList();
        addDepartment("信息安全", "信息安全");
        addDepartment("网络安全", "网络安全");
        addDepartment("技术安全", "技术安全");
        addDepartment("电子安全", "电子安全");
    }

    @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);
        departmentList.add(department);
    }

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

}

public class OutputImpl {
    // 学院集合
    List collegeList;

    public OutputImpl(List collegeList) {
        super();
        this.collegeList = collegeList;
    }
    
    //遍历所有学院
    public void printCollege() {
        //从 collegeList 取出所有的学院
        Iterator iterator = collegeList.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            College college = iterator.next();
            System.out.println("==========学院===========");
            System.out.println(college.getName());
            printDepartment(college.createIterator());
        }
    }

    // 输出学院 输出专业
    public void printDepartment(Iterator iterator) {
        while (iterator.hasNext()) {
            Department d = (Department) iterator.next();
            System.out.println(d.getName() + " " + d.getDesc());
        }
    }
}

测试类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        
        //创建学院
        List collegeList = new ArrayList();
        ComputerCollege college = new ComputerCollege();
        InfoCollege college2 = new InfoCollege();
        collegeList.add(college);
        collegeList.add(college2);
        OutputImpl impl = new OutputImpl(collegeList);
        impl.printCollege();
    }
}

打印

==========学院===========
计算机学院
Java专业 月薪30K
PHP专业 月薪20K
C++专业 月薪10K
数据库专业 月薪15K
==========学院===========
信息工程学院
信息安全 信息安全
网络安全 网络安全
技术安全 技术安全
电子安全 电子安全

迭代器模式在 JDK 源码的使用

public class TestIterator1 {
    public static void main(String[] args) {
        List a = new ArrayList();
        a.add("haxi");
        Iterator itr = a.iterator();
        while (itr.hasNext()) {
            System.out.println(itr.next());
        }
    }
}

类图

类图

角色分析说明

角色类 Itr 充当具体实现迭代器类 Iterator 的类作为 ArrayList 的内部类
List 就是充当了聚合接口含有一个 iterator()方法返回一个迭代器对象
Iterator 接口系统提供
迭代器模式解决了不同集合 (ArrayList,ArrayLinked) 统一遍历问题

迭代器模式的注意事项和细节

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iyge引起变化的原因(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,这这样一来集合改变的话,只影响聚合对象,如果遍历方式改变,则只影响迭代器
4.当要展示一组相似对象,或者遍历一组相同对象时候使用,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

Java设计模式之 [15] 行为型模式 - 迭代器模式

简介