06-04-设计模式 迭代器模式

需求

编写程序展示一个学校院系结构：需求是这样，要在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系。如图

传统解决方案

传统方案问题分析

1. 将学院看做是学校的子类，系是学院的子类，这样实际上是站在组织大小来进行分层次的
2. 实际上我们的要求是：在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系，因此这种方案，不能很好实现的遍历的操作
3. 解决方案：=>迭代器模式

迭代器模式

基本介绍

1. 迭代器模式（IteratorPattern）是常用的设计模式，属于行为型模式
2. 如果我们的集合元素是用不同的方式实现的，有数组，还有java的集合类，或者还有其他方式，当客户端要遍历这些集合元素的时候就要使用多种遍历方式，而且还会暴露元素的内部结构，可以考虑使用迭代器模式解决。
3. 迭代器模式，提供一种遍历集合元素的统一接口，用一致的方法遍历集合元素，不需要知道集合对象的底层表示，即：不暴露其内部的结构。

类图

对原理类图的说明-即(迭代器模式的角色及职责)

1. Iterator：迭代器接口，是系统提供，含义hasNext,next,remove
2. ConcreteIterator:具体的迭代器类，管理迭代
3. Aggregate:一个统一的聚合接口，将客户端和具体聚合解耦
4. ConcreteAggreage:具体的聚合持有对象集合，并提供一个方法，返回一个迭代器，该迭代器可以正确遍历集合5)Client:客户端，通过Iterator和Aggregate依赖子类

应用案例

编写程序展示一个学校院系结构：需求是这样，要在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系。

代码实现

package com.flower.iterator;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        List<College> colleges = Arrays.asList(new ComputerCollege(), new InfoCollege());
        OutputImpl output = new OutputImpl(colleges);
        output.printCollege();
    }
}
class Dept{
    public String name;
    public String desc;

    @Override
    public String toString() {
        return "Dept{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", desc='" + desc + '\'' +
                '}';
    }
}
class ComputerCollegeIterator implements Iterator<Dept>{

    public Dept[] depts;

    public int position = 0;

    public ComputerCollegeIterator(Dept[] depts) {
        this.depts = depts;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return position < depts.length && depts[position] != null;
    }

    @Override
    public Dept next() {
        return depts[position++];
    }

    @Override
    public void remove() {
        depts[position] = null;
    }
}
class InfoCollegeIterator implements Iterator<Dept>{

    public List<Dept> depts;

    public int position = 0;

    public InfoCollegeIterator(List<Dept> depts) {
        this.depts = depts;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return position < depts.size() && depts.get(position) != null;
    }

    @Override
    public Dept next() {
        return depts.get(position++);
    }

    @Override
    public void remove() {
        depts.remove(position);
    }
}
interface College{
    String getName();
    void addDept(String name,String desc);
    Iterator<Dept> createIterator();
}
class ComputerCollege implements College{

    public Dept[] depts;

    public int index = 0;

    public ComputerCollege() {
        depts = new Dept[3];
        addDept("计算机1","计算机1");
        addDept("计算机2","计算机2");
        addDept("计算机3","计算机3");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "计算机学院";
    }

    @Override
    public void addDept(String name, String desc) {
        Dept dept = new Dept();
        dept.name = name;
        dept.desc = desc;
        depts[index++] = dept;
    }

    @Override
    public Iterator<Dept> createIterator() {
        return new ComputerCollegeIterator(depts);
    }
}
class InfoCollege implements College{

    public List<Dept> depts;

    public int index = 0;

    public InfoCollege() {
        depts = new ArrayList<>(3);
        addDept("信息1","信息1");
        addDept("信息2","信息2");
        addDept("信息3","信息3");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "信息工程学院";
    }

    @Override
    public void addDept(String name, String desc) {
        Dept dept = new Dept();
        dept.name = name;
        dept.desc = desc;
        depts.add(dept);
    }

    @Override
    public Iterator<Dept> createIterator() {
        return new InfoCollegeIterator(depts);
    }
}
class OutputImpl{
    List<College> colleges;

    public OutputImpl(List<College> colleges) {
        this.colleges = colleges;
    }

    public void printCollege(){
        colleges.forEach(college -> {
            String name = college.getName();
            System.out.println(name);
            printDept(college.createIterator());
        });
    }

    public void printDept(Iterator<Dept> iterator){
        while (iterator.hasNext()){
            Dept next = iterator.next();
            System.out.println(next);
        }
    }
}

源码剖析

JDK源码

不用想都知道,坑定是List

对类图的角色分析和说明

• 内部类Itr充当具体实现迭代器Iterator的类，作为ArrayList内部类
• List就是充当了聚合接口，含有一个iterator()方法，返回一个迭代器对象
• ArrayList是实现聚合接口List的子类，实现了iterator()
• Iterator接口系统提供
• 迭代器模式解决了不同集合(ArrayList,LinkedList)统一遍历问题

迭代器模式的注意事项和细节

• 优点

• 提供一个统一的方法遍历对象，客户不用再考虑聚合的类型，使用一种方法就可以遍历对象了。
• 隐藏了聚合的内部结构，客户端要遍历聚合的时候只能取到迭代器，而不会知道聚合的具体组成。
• 提供了一种设计思想，就是一个类应该只有一个引起变化的原因（叫做单一责任原则）。在聚合类中，我们把迭代器分开，就是要把管理对象集合和遍历对象集合的责任分开，这样一来集合改变的话，只影响到聚合对象。而如果遍历方式改变的话，只影响到了迭代器。
• 当要展示一组相似对象，或者遍历一组相同对象时使用,适合使用迭代器模式

• 缺点

• 每个聚合对象都要一个迭代器，会生成多个迭代器不好管理类