聊聊设计模式——迭代器模式

目录

迭代器模式：行为型设计模式

优点

缺点

结构说明

工作流程

代码练习

应用场景

本质

涉及的设计原则

相关设计模式

开源框架中的应用

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迭代器模式：行为型设计模式

        提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露对象的内部表示。

优点

1. 分离了集合对象和遍历逻辑：迭代器模式将集合对象的内部结构和遍历逻辑分离，使得集合对象更加简化，同时提供了一种统一的遍历方式。

2. 支持多种遍历方式：迭代器模式可以支持不同的遍历方式，例如顺序遍历、逆序遍历等，而不需要修改聚合对象。

3. 可扩展性：通过添加新的具体迭代器类，可以轻松扩展迭代器模式，以支持新的遍历方式。

缺点

1. 增加了复杂性：引入迭代器模式可能会增加代码的复杂性，因为需要定义迭代器接口和具体迭代器类。

结构说明

1. 迭代器接口（Iterator Interface）：定义了访问和遍历聚合对象元素的方法，通常包括 next（获取下一个元素）和 hasNext（检查是否还有下一个元素）等方法。

2. 具体迭代器（Concrete Iterator）：实现迭代器接口，负责实现具体的迭代逻辑，包括追踪当前位置、获取下一个元素等。

3. 聚合接口（Aggregate Interface）：定义了创建迭代器对象的方法，通常包括 createIterator 等方法。

4. 具体聚合类（Concrete Aggregate）：实现了聚合接口，负责创建具体的迭代器对象，并提供对聚合元素的访问方式。

工作流程

1. 客户端通过聚合对象的工厂方法（如 createIterator）获取迭代器对象。

2. 客户端使用迭代器对象来遍历聚合对象的元素，通过调用 next 方法获取下一个元素，通过 hasNext 方法检查是否还有下一个元素。

3. 迭代器对象内部维护了对聚合对象的引用，以便能够顺序访问聚合对象的元素。

代码练习

        当我们需要访问一个聚集对象，而且不管这些对象是什么都需要遍历的时候，就应该考虑用迭代器模式。

1.创建迭代器接口，有两种定义方式，此处采用的是方式一：

// 接口定义方式一
public interface Iterator {
    boolean hasNext();
    E next();
}

public interface Iterator {
    boolean hasNext();
    void next();
    E currentItem();
}

2.创建具体迭代器

public class ConcreteIterator implements Iterator{
    private List collection;
    private int index;
​
    public ConcreteIterator(List collection){
        this.collection = collection;
        this.index =0;
    }
    @Override
    public boolean hasNext() {
        return index < collection.size();
    }
​
    @Override
    public T next() {
        if (hasNext()){
            T item = collection.get(index);
            index++;
            return item;
        }
        return null;
    }
}

3.创建聚合接口，主要是定义创建迭代器的方法

public interface Aggregate {
    Iterator createIterator();
}

4.创建具体聚合类，创建迭代器对象，提供对聚合元素的访问方式

public class ConcreteAggregate implements Aggregate{
    private List collection;
​
    public ConcreteAggregate(){
        this.collection = new ArrayList<>();
    }
​
    public void addItem(T item){
        this.collection.add(item);
    }
​
    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new ConcreteIterator(collection);
    }
}

5.客户端遍历

public class IteratorClient {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteAggregate aggregate = new ConcreteAggregate<>();
        aggregate.addItem(1);
        aggregate.addItem(2);
        aggregate.addItem(3);
​
        Iterator iterator = aggregate.createIterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Integer item = iterator.next();
            System.out.println(item);
        }
    }
}

应用场景

1. 当需要以统一的方式访问不同类型的聚合对象（如列表、树、图等）的元素时，可以考虑使用迭代器模式。

2. 当需要隐藏聚合对象的内部表示，并提供一种统一的访问方式时，迭代器模式非常有用。

3. 当需要在不依赖聚合对象的具体类的情况下遍历聚合对象的元素时，可以使用迭代器模式。

本质

迭代器模式的本质是提供一种统一的方式来访问聚合对象的元素，将迭代逻辑封装到迭代器对象中。

涉及的设计原则

1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle）：迭代器模式将迭代逻辑从聚合对象中分离出来，使得每个类都有一个单一的职责。

相关设计模式

• 迭代器模式通常与职责链模式（Chain of Responsibility Pattern）结合使用，以实现复杂的过滤和遍历逻辑。

开源框架中的应用

1. Java中的迭代器：Java中的集合框架（如ArrayList、HashSet等）都提供了内置的迭代器，可以用于遍历集合中的元素。

2. .NET中的LINQ：Language-Integrated Query（LINQ）是.NET框架中的一个功能，它允许使用类似SQL的查询语言来查询集合数据，背后使用了迭代器模式。

3. Spring框架 - 数据访问：Spring框架中的JdbcTemplate使用了迭代器模式来遍历数据库查询结果集。

4. Android中的Cursor：在Android中，Cursor对象用于遍历数据库查询结果，实际上是迭代器模式的应用。