二十二、迭代器模式

一、什么是迭代器模式

  迭代器(Iterator)模式的定义:迭代器模式是一种对象行为型模式,它提供一个对象来顺序访问聚合对象中的一系列数据,而不暴露聚合对象的内部表示。
  迭代器模式包含以下主要角色:

  • 抽象聚合(Aggregate)角色:定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
  • 具体聚合(ConcreteAggregate)角色:实现抽象聚合类,返回一个具体迭代器的实例。
  • 抽象迭代器(Iterator)角色:定义访问和遍历聚合元素的接口,通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
  • 具体迭代器(Concretelterator)角色:实现抽象迭代器接口中所定义的方法,完成对聚合对象的遍历,记录遍历的当前位置。

二、迭代器模式的实现

  • 抽象迭代器(Iterator)

/**
 * @author FluffyCatkin
 * @version 1.0
 * @date 2020/1/8 0008 9:52
 * @description 抽象迭代器(Iterator)角色:定义访问和遍历聚合元素的接口,通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
 */
public interface Iterator {
    boolean hasNext();
    Object next();
    Object first();
}

  • 具体迭代器(Concretelterator)

/**
 * @author FluffyCatkin
 * @version 1.0
 * @date 2020/1/8 0008 9:53
 * @description 具体迭代器(Concretelterator)角色:实现抽象迭代器接口中所定义的方法,完成对聚合对象的遍历,记录遍历的当前位置。
 */
public class ConcreteIterator implements Iterator {
    private List<Object> aggregate ;
    private int index=-1;
    public ConcreteIterator(List<Object> aggregate) {
        this.aggregate = aggregate;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        if (index<aggregate.size()-1){
            return true;
        }
        return false;
    }

    @Override
    public Object next() {
        index++;
        return aggregate.get(index);
    }

    @Override
    public Object first() {
        if (aggregate!=null&&aggregate.size()>0){
            return aggregate.get(0);
        }
       return null;
    }
}

  • 抽象聚合(Aggregate)

/**
 * @author FluffyCatkin
 * @version 1.0
 * @date 2020/1/8 0008 9:51
 * @description 抽象聚合(Aggregate)角色:定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
 */
public interface Aggregate {
    void add(Object o);
    void remove(Object o);
    Iterator getIterator();


}

  • 具体聚合(ConcreteAggregate)

/**
 * @author FluffyCatkin
 * @version 1.0
 * @date 2020/1/8 0008 9:52
 * @description 具体聚合(ConcreteAggregate)角色:实现抽象聚合类,返回一个具体迭代器的实例。
 */
public class ConcreteAggregate implements Aggregate {
    List<Object> aggregate = new ArrayList<>();

    @Override
    public void add(Object o) {
        aggregate.add(o);
    }

    @Override
    public void remove(Object o) {
        aggregate.remove(o);
    }

    @Override
    public Iterator getIterator() {
        return new ConcreteIterator(aggregate);
    }
}

  • 测试类

/**
 * @author FluffyCatkin
 * @version 1.0
 * @date 2020/1/8 0008 9:50
 * @description 迭代器模式
 *
 *在现实生活以及程序设计中,经常要访问一个聚合对象中的各个元素,如“数据结构”中的链表遍历,通常的做法是将链表的创建和遍历都放在同一个类中,但这种方式不利于程序的扩展,如果要更换遍历方法就必须修改程序源代码,这违背了 “开闭原则”。
 *
 * 既然将遍历方法封装在聚合类中不可取,那么聚合类中不提供遍历方法,将遍历方法由用户自己实现是否可行呢?答案是同样不可取,因为这种方式会存在两个缺点:暴露了聚合类的内部表示,使其数据不安全;
 * 增加了客户的负担。
 *
 * “迭代器模式”能较好地克服以上缺点,它在客户访问类与聚合类之间插入一个迭代器,这分离了聚合对象与其遍历行为,对客户也隐藏了其内部细节,且满足“单一职责原则”和“开闭原则”,如 Java 中的 Collection、List、Set、Map 等都包含了迭代器。
 * 模式的定义与特点:
 * 迭代器(Iterator)模式的定义:提供一个对象来顺序访问聚合对象中的一系列数据,而不暴露聚合对象的内部表示。迭代器模式是一种对象行为型模式,其主要优点如下。访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
 * 遍历任务交由迭代器完成,这简化了聚合类。
 * 它支持以不同方式遍历一个聚合,甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历。
 * 增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码。
 * 封装性良好,为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。
 *
 * 其主要缺点是:增加了类的个数,这在一定程度上增加了系统的复杂性。
 * 模式的结构与实现:
 * 迭代器模式是通过将聚合对象的遍历行为分离出来,抽象成迭代器类来实现的,其目的是在不暴露聚合对象的内部结构的情况下,让外部代码透明地访问聚合的内部数据。现在我们来分析其基本结构与实现方法。
 * 模式的结构:
 * 迭代器模式主要包含以下角色。抽象聚合(Aggregate)角色:定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
 * 具体聚合(ConcreteAggregate)角色:实现抽象聚合类,返回一个具体迭代器的实例。
 * 抽象迭代器(Iterator)角色:定义访问和遍历聚合元素的接口,通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
 * 具体迭代器(Concretelterator)角色:实现抽象迭代器接口中所定义的方法,完成对聚合对象的遍历,记录遍历的当前位置。
 * 模式的应用场景
 * 前面介绍了关于迭代器模式的结构与特点,下面介绍其应用场景,迭代器模式通常在以下几种情况使用。当需要为聚合对象提供多种遍历方式时。
 * 当需要为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口时。
 * 当访问一个聚合对象的内容而无须暴露其内部细节的表示时。
 *
 * 由于聚合与迭代器的关系非常密切,所以大多数语言在实现聚合类时都提供了迭代器类,因此大数情况下使用语言中已有的聚合类的迭代器就已经够了。
 *
 */
public class Main {
    /**
     * 测试迭代器模式
     */
    @Test
    public void iteratorMode(){
        Aggregate aggregate= new ConcreteAggregate();
        aggregate.add("小法");
        aggregate.add("光辉");
        aggregate.add("狐狸");
        aggregate.add("水晶");
        Iterator iterator = aggregate.getIterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        System.out.println("-----------------------");
        aggregate.remove("水晶");
        Iterator iteratorAfterRemove = aggregate.getIterator();
        while (iteratorAfterRemove.hasNext()){
            System.out.println(iteratorAfterRemove.next());
        }

    }
}

运行结果:

小法
光辉
狐狸
水晶
-----------------------
小法
光辉
狐狸

Process finished with exit code 0

三、应用场景

  迭代器模式主要有以下应用场景:

  • 当需要为聚合对象提供多种遍历方式时。
  • 当需要为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口时。
  • 当访问一个聚合对象的内容而无须暴露其内部细节的表示时。

四、优缺点分析

  主要优点如下:

  • 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
  • 遍历任务交由迭代器完成,这简化了聚合类。
  • 它支持以不同方式遍历一个聚合,甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历。
  • 增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码。
  • 封装性良好,为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

  其主要缺点是:增加了类的个数,这在一定程度上增加了系统的复杂性。

代码地址:https://gitee.com/fluffycatkin/JavaDesignModel.git

二十二、迭代器模式_第1张图片

原文出处:http://c.biancheng.net/view/1395.html

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