Design Pattern: Iterator 模式

在Java中提供有ArrayList类，您可以用它来设计一个动态的物件阵列，并在适当的时候取出阵列中的物 件，假设今天您要循序的访问ArrayList中的所有物件，则您可能采取这样的方式：

• Main.java

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List arrayList = new ArrayList();

        for(int i = 0; i < 10; i++) 
            arrayList.add("Test " + i);

        for(int i = 0; i < 10; i++) 
            System.out.println(arrayList.get(i).toString()); 
    } 
} 

在这个例子中，很幸运的，您的ArrayList物件可以透过get()方法，使用索引加上回圈的方式来循序访问 ArrayList中的所有物件，不过并不是每一个聚合（aggregate）物件的内部实作都会是有索引结构的，也许是key/value的方式，或者 是其它的方式。
由于每个聚合物件的内部实作方式不尽相同，如果您想要循序的访问聚合物件中所有的物件，您要为不同的聚合物件设计不同的循序访问介面，然而 这并不是个好方法，结果是您设计的聚合物件上将会有很多的循序访问方法，而使用您的聚合物件的人，还必须知道这个聚合物件的类型，才能进一步知道如何使用 它所提供的方法。

与其在聚合物件上直接设计遍访的介面，不如设计一个介面Iterator，上面设计有统一的循序访问，当您想要循序访问聚合物件中的物件 时，将聚合物件中的物件加以包装为一个Iterator后返回，客户端只要面对Iterator所提供的介面，而不用面对为数众多的聚合物件。

采取迭代器（Iterator）的方法，一个迭代器提供一个特定的遍访方法，而使得设计人员无需关心聚合物件的类型（可能是ArrayList或 LinkedList等），例如上面这个程式可以改为：

• Main.java

import java.util.*;

public class Main { 
    public static void main(String[] args) { 
        List arrayList = new ArrayList();
        for(int i = 0; i < 10; i++) 
            arrayList.add("Test " +i);
        visit(arrayList.iterator()); 
    }

    public static visit(Iterator iterator) {
        while(iterator.hasNext()) 
            System.out.println(iterator.next().toString()); 
    }
}

如上所示的，iterator()方法会传回一个Iterator物件，这个物件提供的循序访问的统一介面，如果您查询 Java API中的LinkedList所提供的方法，您会发现它的iterator()方法同样也传回Iterator物件，您无需关心您所使用的是 ArrayList或LinkedList，使用Iterator可以让您以相同的方法来遍访聚合物件的内容，以上例来说，visit()方法就可以重 用，它不特地服务于ArrayList或LinkedList。

意这个模型是简化过后的版本，并不是Java中的设计，这么作只是为了方便说明，这个图形说明了Iterator模式的基本结构。再来看另一个在 Thinking in Java的例子，可以说明使用Iterator的好处：

• HamsterMaze.java

import java.util.*; 

class Hamster { 
    private int hamsterNumber; 
    Hamster(int i) { hamsterNumber = i; } 
    public String toString() { 
        return "This is Hamster #" + hamsterNumber; 
    } 
} 

class Printer { 
    static void printAll(Iterator e) { 
        while(e.hasNext()) {
            System.out.println(e.next()); 
        }
    } 
} 

public class HamsterMaze { 
    public static void main(String[] args) { 
        ArrayList v = new ArrayList(); 
        for(int i = 0; i < 3; i++) {
            v.add(new Hamster(i)); 
        }
        Printer.printAll(v.iterator()); 
    } 
} 

对于Printer物件来说，它完全不用知道聚合物件的类型到底是ArrayList或是LinkedList，您只要传回Iterator物件就可以 了，剩下的就是使用Iterator物件所提供的循序访问方法来访问所有的物件。

Iterator模式的 UML 结构图如下所示：

使用Iterator模式，可以将循序访问聚合对象的方法从该对象中分离出来，从而使得聚合对象的设计单纯化，对客户来说，他所要知道的是所使用的 Iterator而不是聚合对象的类型。