设计模式5——Itrator设计模式

Iterator迭代器模式，提供一种统一的方法访问一个容器（container）对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节，迭代器模式是为容器而设计。

程序对容器对象的访问必然涉及到遍历算法，不同的容器遍历算法是不同的，List，Stack和Set等等常用容器遍历元素的算法各不相同。解决容器遍历算法差异有两种方案：第一，可以将遍历方法塞到容器对象中去，容器承受了过多的功能，它不仅要负责自己“容器”内的元素维护（添加、删除等等），而且还要提供遍历自身的接口；第二，根本不提供容器遍历算法，让容器使用者自己去实现。该方法虽然是省事，却又将容器的内部细节暴露无遗。 迭代器模式的出现，很好的解决了上面两种情况的弊端，不但将遍历容器的算法从不同集合容器类中抽象出来，同时又对外隐藏了容器的具体实现细节。

迭代器模式由以下角色组成： 
1) 迭代器角色（Iterator）：迭代器角色负责定义访问和遍历元素的接口。 
2) 具体迭代器角色（Concrete Iterator）：具体迭代器角色要实现迭代器接口，并要记录遍历中的当前位置。 
3) 容器角色（Container）：容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。 
4) 具体容器角色（Concrete Container）：具体容器角色实现创建具体迭代器角色的接口——这个具体迭代器角色于该容器的结构相关。 

迭代器模式UML图如下：

Java集合框架中迭代设计模式的应用：

//迭代器 ，该接口提供了迭代遍历的通用方法
public interface Iterator { 
      boolean hasNext(); 
      Object next(); 
      void remove(); 
} 

//容器迭代化接口，凡是实现此接口的集合容器距可以生成相应的迭代器 
public interface Iterable<T>{
      //产生迭代器，将容器对象转换为迭代器对象
      Iterator<T> interator();
}

//java集合框架的根接口，该接口继承了容器迭代化接口，因此java中的集合都可以被迭代
public interface Collection<E> extends Iterable<E>

自定义迭代器，以ArrayList为自定义迭代容器的底层数据结构，实现自定义迭代器的代码如下：

public class MyIterator implements Iterable { 
    //存放数据的集合
    private ArrayList list;

    //负责创建具体迭代器角色的工厂方法 
    public Iterator iterator() { 
        return new Itr(list); 
    } 


    //作为内部类的具体迭代器角色 
    private class Itr implements Iterator { 
        ArrayList myList;
        int position = 0; 

        public Itr(ArrayList list) { 
            this.myList = list; 
        } 

        public Object next() { 
            Object obj = myList.get(position);
            position++; 
            return obj; 
        } 

        public boolean hasNext() { 
            if (position >= myList.size()) { 
                return false; 
            } else { 
                return true; 
            } 
        }

        //不支持remove操作
        public void remove(){
            throw new UnsupportedOperationException("Alternating MyIterator does not support remove()"); 
        }
    }
}

使用时，MyIterator对象直接调用iterator()方法就可以将自定义容器对象转换为迭代器对象。

Iterator模式的优点：

(1).实现功能分离，简化容器接口。让容器只实现本身的基本功能，把迭代功能委让给外部类实现，符合类的设计原则。
(2).隐藏容器的实现细节。
(3).为容器或其子容器提供了一个统一接口，一方面方便调用；另一方面使得调用者不必关注迭代器的实现细节。
(4).可以为容器或其子容器实现不同的迭代方法或多个迭代方法。

JDK中设计模式的应用：

java.util.Iterator

java.util.Enumeration