Java设计模式之迭代器模式
Java设计模式之迭代器模式
摘要：本篇笔记主要是记录迭代器模式的学习过程、其实只要是有点Java编程经验的人都知道这个设计模式、只是不一定能想起来这是四人组23中设计模式之一。迭代器模式（Iterator Pattern）、从名字中我们就知道在哪里见过他们、没错、我们经常使用的集合。既然使用集合就要提供一种能遍历集合的机制。这也是迭代器模式的作用。
一：简介
这里主题是介绍迭代器模式、而迭代器一般就是在集合中使用的、所以结合集合的迭代特性来学习这种设计模式。
通过对ArrayList、和LinkedList的学习来了解他的机制。我们可以仿照、可以自己实现自己的ArrayList、LinkedList、并对他们进行迭代来学习迭代器模式。下面是仿照JDK的集合来实现的。
二：问题的提出与解决
我们先抛开JDK为我们实现的Iterator和集合。
1、如何迭代自定义ArrayList？
假设我们有一个集合类：ArrayList、他内部是通过数组来保存元素的、我们如何来迭代他其中的所有元素？相信这个不难、为简单起见——ArrayList代码：
package com.chy.dp.iterator;
public class ArrayList {
Object[] objects = new Object[10];
int index = 0;
public void add(Object o) {
if (index == objects.length) {
Object[] newObjects = new Object[objects.length * 2];
System.arraycopy(objects, 0, newObjects, 0, objects.length);
objects = newObjects;
}
objects[index] = o;
index++;
}
public int size() {
return index;
}
public Object getIndex(int index){
return objects[index];
}
}
2、新建一个测试类来迭代我们的ArrayList——Client代码：
package com.chy.dp.iterator;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ArrayList al = new ArrayList();
for(int i=0; i<15; i++) {
al.add(new Cat(i));
}
System.out.println(al.size());
for (int i = 0; i < al.size(); i++) {
System.out.print(al.getIndex(i) + " ");
}
}
}
3、当我们又有一个LinkedList的时候、我们想迭代LinkedList又会有什么问题呢？——LinkedList代码：
package com.chy.dp.iterator;
public class Node {
public Node(Object data, Node next) {
super();
this.data = data;
this.next = next;
}
public Object getData() {
return data;
}
public void setData(Object data) {
this.data = data;
}
public Node getNext() {
return next;
}
public void setNext(Node next) {
this.next = next;
}
private Object data;
private Node next;
}
package com.chy.dp.iterator;
public class LinkedList {
Node head = null;
Node tail = null;
int size = 0;
public void add(Object o) {
Node n = new Node(o, null);
if (head == null) {
head = n;
tail = n;
}
tail.setNext(n);
tail = n;
size++;
}
public int size() {
return size;
}
}
a） 定义一个抽象集合接口——Collection代码：
package com.chy.dp.iterator;
public interface Collection {
void add(Object o);
int size();
Iterator iterator();
}
b） 定义一个迭代器——Iterator代码：
package com.chy.dp.iterator;
public interface Iterator {
Object next();
boolean hasNext();
}
c）子类ArrayList实现Collection接口、并且提供获取Iterator的方法——ArrayList代码：
package com.chy.dp.iterator;
import com.chy.dp.iterator.Collection;
import com.chy.dp.iterator.Iterator;
public class ArrayList implements Collection {
Object[] objects = new Object[10];
int index = 0;
public void add(Object o) {
if (index == objects.length) {
Object[] newObjects = new Object[objects.length * 2];
System.arraycopy(objects, 0, newObjects, 0, objects.length);
objects = newObjects;
}
objects[index] = o;
index++;
}
public int size() {
return index;
}
public Object getIndex(int index) {
return objects[index];
}
public Iterator iterator() {
return new ArrayListIterator();
}
private class ArrayListIterator implements Iterator {
private int currentIndex = 0;
@Override
public boolean hasNext() {
if (currentIndex >= index)
return false;
else
return true;
}
@Override
public Object next() {
Object o = objects[currentIndex];
currentIndex++;
return o;
}
}
}
d）子类LinkedList实现Collection接口、并且提供获取Iterator的方法——LinkedList代码：
package com.chy.dp.iterator;
import com.chy.dp.iterator.Collection;
import com.chy.dp.iterator.Iterator;
public class LinkedList implements Collection {
Node head = null;
Node tail = null;
int size = 0;
public void add(Object o) {
Node n = new Node(o, null);
if (head == null) {
head = n;
tail = n;
}
tail.setNext(n);
tail = n;
size++;
}
public int size() {
return size;
}
@Override
public Iterator iterator() {
return new LinkedListIterator();
}
private class LinkedListIterator implements Iterator {
@Override
public boolean hasNext() {
return false;
}
@Override
public Object next() {
return null;
}
}
}
e）上面LinkedList的Iterator没有具体的实现、因为想说明的是这种设计模式、具体的实现可以自己弄弄看、或这看JDK的实现
f）那么此时我们就可以使用统一Iterator来迭代实现了Collection接口的所有类——Client代码：
package com.chy.dp.iterator;
import com.chy.dp.iterator.ArrayList;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Collection c = (Collection) new ArrayList();
for(int i=0; i<15; i++) {
c.add(new Cat(i));
}
System.out.println(c.size());
Iterator it = c.iterator();
while(it.hasNext()) {
Object o = it.next();
System.out.print(o + " ");
}
}
}
三：总结与补充
1、总结：
迭代器模式、是专门用与迭代集合元素的、当然也包括Map、从他们的整个结构图就能看出来、集合中所有的类都间接或者直接与Iterator、Iterable两个接口有关系。设计模式多了就会发现是似而非的感觉、因为设计模式的原则是不会变的、他们都是围绕着一个原则来设计的、最后的时候会补充设计模式围绕的设计原则。
2、补充：
java_集合体系之总体框架——01
更多内容：Java设计模式之起始