java设计模式学习之【迭代器模式】

引言

想象一下，你在一个书店里浏览各种书籍。你可能会从头到尾查看每一本书，或者可能跳过一些不感兴趣的部分。在这个过程中，你实际上是在迭代遍历书籍的集合，而且你可以按照自己的方式来进行。在软件开发中，我们经常需要遍历各种集合对象（如列表、树、图等）。迭代器模式提供了一种标准的方法来遍历这些集合，无需暴露集合的内部表示。

迭代器模式简介

定义与用途

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为型设计模式，它提供了一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又无需暴露该对象的内部表示。迭代器模式把迭代的责任交给迭代器对象，而不是聚合对象，这不仅简化了聚合类，也提供了一种统一的接口来遍历不同类型的聚合结构。

实现方式

实现迭代器模式通常涉及以下几个关键组件：

• 迭代器接口（Iterator）：定义了访问和遍历元素的接口。
• 具体迭代器（Concrete Iterator）：实现迭代器接口，并负责管理当前遍历的位置。
• 聚合接口（Aggregate）：定义了创建相应迭代器对象的接口。
• 具体聚合（Concrete Aggregate）：实现创建相应迭代器的接口，该迭代器能够遍历聚合对象。

使用场景

迭代器模式适用于以下场景：

• 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。
• 当你希望封装遍历算法或聚合对象的内部结构时。

例如：
数据库记录的遍历： 查询可能返回大量记录，迭代器模式可以用于逐个处理这些记录。
播放列表: 迭代器模式允许用户顺序地或按某种顺序（如随机、按评分、按日期）遍历播放列表中的所有项目，而无需了解列表的内部结构。

优势与劣势

• 优势
  支持多种遍历： 可以定义多个遍历同一聚合对象的方式。
  简化聚合类： 将遍历代码抽象到迭代器中，简化了聚合类的定义。
  统一接口： 为不同类型的聚合结构提供了一个统一的遍历接口。
• 劣势
  增加了系统的复杂性： 需要额外定义迭代器类。

在Spring框架中的应用

Spring框架本身并未直接提及迭代器模式，但是Java集合框架的迭代器在Spring中得到了广泛使用。Spring经常处理各种集合类型，如List、Set和Map，它们都支持Java的Iterator接口。此外，Spring的许多功能（例如处理配置文件中的集合）都依赖于迭代器来遍历集合元素。

迭代器示例

步骤 1：创建接口
首先定义了两个接口：Iterator 和 Container。

public interface Iterator {
   public boolean hasNext();
   public Object next();
}

Iterator 接口包含两个方法：hasNext 用于检查集合中是否还有元素，next 用于获取集合中的下一个元素。

Container.java

public interface Container {
   public Iterator getIterator();
}

Container 接口包含一个方法：getIterator，用于返回一个新的迭代器对象。

步骤 2：创建实现 Container 接口的具体类
定义了一个具体的类 NameRepository，它实现了 Container 接口。这个类包含一个内部类 NameIterator，它实现了 Iterator 接口。

public class NameRepository implements Container {
   public String names[] = {"Robert" , "John" ,"Julie" , "Lora"};

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

   private class NameIterator implements Iterator {

      int index;

      @Override
      public boolean hasNext() {
         return index < names.length;
      }

      @Override
      public Object next() {
         if(this.hasNext()){
            return names[index++];
         }
         return null;
      }		
   }
}

NameRepository 是一个包含一系列名字的集合。NameIterator 是一个迭代器，用于遍历这些名字。

步骤 3：使用 NameRepository 获取迭代器并打印名字

public class IteratorPatternDemo {
	
   public static void main(String[] args) {
      NameRepository namesRepository = new NameRepository();

      for(Iterator iter = namesRepository.getIterator(); iter.hasNext();){
         String name = (String)iter.next();
         System.out.println("Name : " + name);
      } 	
   }
}

在这个演示类中，我们创建了 NameRepository 的一个实例，并通过其获取一个迭代器。然后我们使用这个迭代器来遍历并打印出所有的名字。

代码地址

23种设计模式相关代码后续会逐步提交到github上，方便学习，欢迎指点：
代码地址
https://github.com/RuofeiSun/lf-23Pattern