Windows环境下实现设计模式——迭代器模式（JAVA版）

 我是荔园微风，作为一名在IT界整整25年的老兵，今天总结一下Windows环境下如何编程实现迭代器模式（设计模式）。

不知道大家有没有这样的感觉，看了一大堆编程和设计模式的书，却还是很难理解设计模式，无从下手。为什么？因为你看的都是理论书籍。

我今天就在Windows操作系统上安装好JAVA的IDE编程工具，并用JAVA语言来实现一个迭代器模式，真实的实现一个，你看懂代码后，自然就明白了。

迭代器模式Iterator Pattern  （行为型设计模式）

定义：提供一种方法来访问聚合对象，而不用暴露这个对象的内部表示。

上面定义听懂了吗？莫名其妙看不懂对吧。所以我们还是来看看实现生活中的例子。

现在有一群小朋友排队去春游，如果大家都个管个的排队，每个小朋友都玩自己的，那我问下图，小朋友们分成几个组？

 

你肯定可以很轻松的告诉我，一共分12组，一个小朋友一组。没错。然后我让你给所有组点个到，你会按顺序把所有小朋友都看一遍，看他们是否都来了。

那么现在变一变，让小朋友自己两两找玩伴，每两个小朋友手拉手在一起玩，这算几个组？

你肯定可以很轻松的告诉我，一共分6个组，两个小朋友一组。然后我让你给所有组点个到，你会按顺序把所有两人小组都看一遍，看他们是否都来了。

那么现在再变一变，让小朋友自己每六位自己找玩伴，每六个小朋友手拉手在一起玩，这算几个组？

你也肯定可以很轻松的告诉我，一共分2个组，六个小朋友一组。然后我让你给所有组点个到，你会按顺序把所有六人小组都看一遍，看他们是否都来了。

大家看到了吗？不管每个组内部如何组合，我们都能把他们都分成一个一个组，并且都点一遍名，来看看他们到了没有，这种模式就是迭代器。我个人还是认为这个名字没有起好，至少直接看看不出来什么意思。

不过，对于经常进行JAVA编程的同学来说，就很好理解了，因为你们经常用 Iterator，你们通过循环来遍历一些结构。这种模式使用频率很高。迭代器用于对一个聚合对象进行遍历。通过引入迭代器可以将数据的遍历功能从聚合对象中分离出来。聚合对象只负责存储数据，而遍历数据由迭代器完成。

在迭代器模式结构中包含聚合和迭代器两个层次结构，考虑到系统的灵活性和可扩展性，在迭代器模式中应用了工厂方法模式，其结构如图所示：

在迭代器模式结构图中包含如下几个角色：Iterator（抽象迭代器）：定义了访问和遍历元素的接口，声明了用于遍历数据元素的方法，例如：用于获取第一个元素的first()方法，用于访问下一个元素的next()方法，用于判断是否还有下一个元素的hasNext()方法，用于获取当前元素的currentItem()方法等，在具体迭代器中将实现这些方法。 ConcreteIterator（具体迭代器）：实现了抽象迭代器接口，完成对聚合对象的遍历，同时在具体迭代器中通过游标来记录在聚合对象中所处的当前位置，在具体实现时，游标通常是一个表示位置的非负整数。Aggregate（抽象聚合类）：用于存储和管理元素对象，声明一个createIterator()方法用于创建一个迭代器对象，充当抽象迭代器工厂角色。ConcreteAggregate（具体聚合类）：实现了在抽象聚合类中声明的createIterator()方法，该方法返回一个与该具体聚合类对应的具体迭代器ConcreteIterator实例。

实例代码

在迭代器模式中，提供了一个外部的迭代器来对聚合对象进行访问和遍历，迭代器定义了一个访问该聚合元素的接口，并且可以跟踪当前遍历的元素。迭代器的引入，将使得对一个复杂聚合对象的操作变得简单。

在抽象迭代器中声明了用于遍历聚合对象中所存储元素的方法，代码如下所示：

public interface Iterator {
	public void first(); //将游标指向第一个元素
	public void next(); //将游标指向下一个元素
	public boolean hasNext(); //判断是否存在下一个元素
	public Object currentItem(); //获取游标指向的当前元素
}

在具体迭代器中将实现抽象迭代器声明的遍历数据的方法，如下代码所示：

public class ConcreteIterator implements Iterator {
	private ConcreteAggregate objects; //维持对聚合对象引用以便于访问存储在聚合对象中的数据
	private int cursor; //定义一个游标，用于记录当前访问位置
	public ConcreteIterator(ConcreteAggregate objects) {
		this.objects=objects;
	}
 
	public void first() {  ...  }
	public void next() {  ...  }
 	public boolean hasNext() {  ...  }
	public Object currentItem() {  ...  }
}

抽象迭代器接口的设计非常重要，一方面需要充分满足各种遍历操作的要求，尽量为各种遍历方法都提供声明，另一方面又不能包含太多方法，方法太多将给子类的实现带来麻烦。因此可以考虑使用抽象类来设计抽象迭代器，在抽象类中为每一个方法提供一个空的默认实现。

聚合类用于存储数据并负责创建迭代器对象，最简单的抽象聚合类代码如下所示：

public interface Aggregate {
	Iterator createIterator();
}

具体聚合类作为抽象聚合类的子类，一方面负责存储数据，另一方面实现了在抽象聚合类中声明的工厂方法createIterator()，用于返回一个与该具体聚合类对应的具体迭代器对象，代码如下所示：

public class ConcreteAggregate implements Aggregate {	
    ...	
    public Iterator createIterator() {
	    return new ConcreteIterator(this);
    }
	...
}

应用实例

我们可以总结一下，当访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。将聚合对象的访问与内部数据的存储分离，使得访问聚合对象时无须了解其内部实现细节。同时又需要为一个聚合对象提供多种遍历方式。为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口，在该接口的实现类中为不同的聚合结构提供不同的遍历方式，而客户端可以一致性地操作该接口。如果满足上述条件，就可以用迭代器模式。

来个实际例子，一个大型超市用一套管理系统对整个超市的人、设备、货品进行管理，该系统在运行的过程中，经常需要对系统中的工作人员数据、商品数据、客户数据等进行遍历。所以要进行设计，AbstractObjectList充当抽象聚合类，ProductList充当具体聚合类，AbstractIterator充当抽象迭代器，ProductIterator充当具体迭代器。完整代码如下所示：

（1）AbstractObjectList充当抽象聚合类

package designpattrens.iterator;
import java.util.*;
 
//抽象聚合类
public abstract class AbstractObjectList {
	protected List