迭代器模式

迭代器模式

迭代器模式（Iterator Pattern）是 Java 和 .Net 编程环境中非常常用的设计模式。

迭代器模式提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其内部的表示。

迭代器模式属于行为型模式。

介绍

意图

允许顺序访问一个聚合对象中的元素，同时不暴露对象的内部表示。

主要解决的问题

• 提供一种统一的方法来遍历不同的聚合对象。

使用场景

• 当需要遍历一个聚合对象，而又不希望暴露其内部结构时。

实现方式

• 定义迭代器接口：包含hasNext()和next()等方法，用于遍历元素。
• 创建具体迭代器：实现迭代器接口，定义如何遍历特定的聚合对象。
• 聚合类：定义一个接口用于返回一个迭代器对象。

关键代码

• 迭代器接口：规定了遍历元素的方法。
• 具体迭代器：实现了迭代器接口，包含遍历逻辑。

应用实例

• Java中的Iterator：Java集合框架中的迭代器用于遍历集合元素。

优点

1. 支持多种遍历方式：不同的迭代器可以定义不同的遍历方式。
2. 简化聚合类：聚合类不需要关心遍历逻辑。
3. 多遍历支持：可以同时对同一个聚合对象进行多次遍历。
4. 扩展性：增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无需修改现有代码。

缺点

• 系统复杂性：每增加一个聚合类，就需要增加一个对应的迭代器类，增加了类的数量。

使用建议

• 当需要访问聚合对象内容而不暴露其内部表示时，使用迭代器模式。
• 当需要为聚合对象提供多种遍历方式时，考虑使用迭代器模式。

注意事项

• 迭代器模式通过分离集合对象的遍历行为，使得外部代码可以透明地访问集合内部数据，同时不暴露集合的内部结构。

结构

迭代器模式包含以下几个主要角色：

• 迭代器接口（Iterator）：定义了访问和遍历聚合对象中各个元素的方法，通常包括获取下一个元素、判断是否还有元素、获取当前位置等方法。
• 具体迭代器（Concrete Iterator）：实现了迭代器接口，负责对聚合对象进行遍历和访问，同时记录遍历的当前位置。
• 聚合对象接口（Aggregate）：定义了创建迭代器对象的接口，通常包括一个工厂方法用于创建迭代器对象。
• 具体聚合对象（Concrete Aggregate）：实现了聚合对象接口，负责创建具体的迭代器对象，并提供需要遍历的数据。

实现

我们将创建一个叙述导航方法的 Iterator 接口和一个返回迭代器的 Container 接口。实现了 Container 接口的实体类将负责实现 Iterator 接口。

IteratorPatternDemo，我们的演示类使用实体类 NamesRepository 来打印 NamesRepository 中存储为集合的 Names。

步骤 1

创建接口:

Iterator.java

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

Container.java

public interface Container {
   public Iterator getIterator();
}

步骤 2

创建实现了 Container 接口的实体类。该类有实现了 Iterator 接口的内部类 NameIterator。

NameRepository.java

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

步骤 3

使用 NameRepository 来获取迭代器，并打印名字。

IteratorPatternDemo.java

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);
      }  
   }
}

步骤 4

执行程序，输出结果：

Name : Robert
Name : John
Name : Julie
Name : Lora