设计模式之迭代器模式

1. 定义

提供一种方法访问一个容器对象中各个元素,而又不暴露该对象的内部细节。

2. 作用

在遍历集合的时候,把在元素之间游走的责任交给迭代器,而不是集合。

3. 结构

  • 抽象容器
    一般是一个接口,提供一个 iterator() 方法,例如 Java 中的 Collection 接口。

  • 具体容器
    就是抽象容器的具体实现类,比如 List 接口的实现有序列表 ArrayList,List 接口的链表实现 LinkList,Set 接口的哈希列表的实现 HashSet 等。

  • 抽象迭代器
    定义遍历元素所需要的方法,一般会有两个方法:取得下一个元素的方法 next(),判断是否遍历结束的方法 hasNext(),移出当前对象的方法 remove()。

  • 具体迭代器
    实现迭代器接口中定义的方法,完成集合的迭代。

4. 实现

类图
  1. 抽象容器接口,可以当作 Collection 接口的简化版。
public interface Aggregate<E> {
    /**
     * 添加元素
     *
     * @param data
     */
    void add(E data);

    /**
     * 移除元素
     *
     * @param data
     */
    void remove(E data);

    /**
     * 迭代器
     *
     * @return
     */
    Iterator<E> iterator();
}
  1. 迭代器接口,类似 Java 内置的迭代器。
public interface Iterator<E> {
    /**
     * 是否存在下一个元素
     *
     * @return
     */
    boolean hasNext();

    /**
     * 获取下一个元素
     *
     * @return
     */
    E next();
}
  1. 具体容器和迭代器,这里使用 ArrayList 作为内部存储,迭代器顺序遍历集合。
public class ConcreteAggregate<E> implements Aggregate<E> {
    private List<E> list = new ArrayList<>();

    @Override
    public void add(E data) {
        list.add(data);
    }

    @Override
    public void remove(E data) {
        list.remove(data);
    }

    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return new InnerIterator();
    }

    /**
     * 迭代器
     */
    private class InnerIterator implements Iterator<E> {
        private int cursor;

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return cursor < list.size();
        }

        @Override
        public E next() {
            E data = list.get(cursor);
            cursor++;
            return data;
        }
    }
}
  1. 测试,使用起来和 Java 内置的集合是不是很像。
    public static void main(String args[]) {
        Aggregate<String> aggregate = new ConcreteAggregate<>();
        aggregate.add("小刘");
        aggregate.add("小李");
        aggregate.add("小王");

        Iterator<String> iterator = aggregate.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String name = iterator.next();
            System.out.println(name);
        }
    }

5. 优缺点

1. 优点
迭代器简化了遍历一个聚合对象的方式,在同一个聚合上可以有多个遍历。在迭代器模式中,增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码。

2. 缺点
由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离,增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类,类的个数成对增加,这在一定程度上增加了系统的复杂性。

3. 使用场景
迭代器模式是与集合共存的。一般来说,我们只要实现一个集合,就需要同时提供这个集合的迭代器,就像 Java 中的 Collection、Set、Map 等,这些集合都有自己的迭代器。假如我们要实现一个这样的新容器,当然也需要引入迭代器模式,给我们的容器添加一个迭代器。

参考文章:
迭代器模式

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