设计模式-14-迭代器模式

       经典的设计模式有23种，但是常用的设计模式一般情况下不会到一半，我们就针对一些常用的设计模式进行一些详细的讲解和分析，方便大家更加容易理解和使用设计模式。

1-原理和实现

       迭代器模式（Iterator Design Pattern），也叫作游标模式（Cursor Design Pattern）。它用来遍历集合对象。这里说的“集合对象”也可以叫“容器”“聚合对象”，实际上就是包含一组对象的对象，比如数组、链表、树、图、跳表。迭代器模式将集合对象的遍历操作从集合类中拆分出来，放到迭代器类中，让两者的职责更加单一。

       迭代器是用来遍历容器的，所以，一个完整的迭代器模式一般会涉及容器和容器迭代器两部分内容。为了达到基于接口而非实现编程的目的，容器又包含容器接口、容器实现类，迭代器又包含迭代器接口、迭代器实现类。容器中需要定义iterator()方法，用来创建迭代器。迭代器接口中需要定义hasNext()、currentItem()、next()三个最基本的方法。容器对象通过依赖注入传递到迭代器类中。

我们看下java里面迭代器的设计：

public interface Iterator {//只粘贴核心方法
    boolean hasNext();
    E next();

}

//ArrayList内部类
private class Itr implements Iterator {
        int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;

        Itr() {}

        public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

}

@Slf4j
public class IteratorTest {
    public static void main(String[] args) {
        List list=new ArrayList<>();
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");
        Iterator iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            log.info(iterator.next());
        }
    }
    
}

2-迭代器模式的优势

一般来讲，遍历集合数据有三种方法：for循环、foreach循环、iterator迭代器。

@Slf4j
public class IteratorTest {
    public static void main(String[] args) {
        List list=new ArrayList<>();
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");

      // 第一种遍历方式：for循环
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
           log.info(list.get(i));
        }
        log.info("*****************************");
        // 第二种遍历方式：foreach循环
        for (String str : list) {
            log.info(str);
        }
        log.info("*****************************");
        // 第三种遍历方式：迭代器遍历
        Iterator iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            log.info(iterator.next());
        }
    }
    
}

       foreach循环只是一个语法糖而已，底层是基于迭代器来实现的。也就是说，上面代码中的第二种遍历方式（foreach循环代码）的底层实现，就是第三种遍历方式（迭代器遍历代码）。这两种遍历方式可以看作同一种遍历方式，也就是迭代器遍历方式。从上面的代码来看，for循环遍历方式比起迭代器遍历方式，代码看起来更加简洁。那我们为什么还要用迭代器来遍历容器呢？为什么还要给容器设计对应的迭代器呢？

       迭代器模式封装集合内部的复杂数据结构，开发者不需要了解如何遍历，直接使用容器提供的迭代器即可；
       迭代器模式将集合对象的遍历操作从集合类中拆分出来，放到迭代器类中，让两者的职责更加单一；
       迭代器模式让添加新的遍历算法更加容易，更符合开闭原则。除此之外，因为迭代器都实现自相同的接口，在开发中，基于接口而非实现编程，替换迭代器也变得更加容易。