设计模式（十六）迭代器模式 Iterator

• 什么时候需要用到迭代器模式？

　　有许多中方法，可以把对象堆起来放进一个集合（可以是数组、堆栈、列表、哈希表，等等）。

　　每一种类型的集合，都有各自适用的时机。但是某个时间段，客户端可能希望去遍历这个集合。

　　怎么做？

　　让客户去得到这个集合的具体实现？显然这不是很现实。

　　而且针对不同的集合，我们需要用不同的方式去遍历它，这需要去深入了解各种数据结构，对客户端很不友好。

 

　　这时候，我们希望创建一种超集合（super collection），是客户端能够使用统一的方法去遍历集合，同时不需要关心具体的数据结构。

　　这就是迭代器模式。

 

• 迭代器模式：

　　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。

　　从 Java 的角度来说，迭代器模式就是 Iterator 接口。

 

• 模拟场景：

　　有一个水果商店（FruitShop），内部采取数组的方式存储数据。

　　有一个肉食商店（MeatShop），内部采用链表的方式存储数据。

　　客户端希望去遍历这些数据，

 

• 没有迭代器的实现：

public final class FruitShop {

    private String[] products = new String[MAX_PRODUCT];
    private int index = 0;

    private static final int MAX_PRODUCT = 10;

    public void addProduct(String product) {
        if (index < MAX_PRODUCT) {
            products[index++] = product;
        } else {
            throw new RuntimeException("FruitShop is full");
        }
    }

    public String[] getProducts() {
        return Arrays.copyOf(products, index);
    }
}

public final class MeatShop {

    private List<String> products = new LinkedList<>();

    public void addProduct(String product) {
        products.add(product);
    }

    public List<String> getProducts() {
        return products;
    }
}

    @Test
    void testFruitShop() {
        FruitShop fruitShop = new FruitShop();
        fruitShop.addProduct("Apple");
        fruitShop.addProduct("Orange");
        String[] products = fruitShop.getProducts();
        for (String product : products) {
            System.out.println(product);
        }
    }

    @Test
    void testMeatShop() {
        MeatShop meatShop = new MeatShop();
        meatShop.addProduct("Beef");
        meatShop.addProduct("Pork");
        List<String> products = meatShop.getProducts();
        for (String product : products) {
            System.out.println(product);
        }
    }

 

　　上面的代码有如下的问题：

1. 两个 Shop 暴露了内部的数据结构。
2. 客户端采取不同的方法去遍历数据。

 

• 包含迭代器的实现

public final class FruitShopIterator implements Iterator<String> {

    private String[] products = new String[MAX_PRODUCT];
    private int index = 0;

    private int iteratorIndex = 0;

    private static final int MAX_PRODUCT = 10;

    public void addProduct(String product) {
        if (index < MAX_PRODUCT) {
            products[index++] = product;
        } else {
            throw new RuntimeException("FruitShop is full");
        }
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return iteratorIndex < index;
    }

    @Override
    public String next() {
        return products[iteratorIndex++];
    }
}

public final class MeatShopIterator implements Iterator<String> {

    private List<String> products = new LinkedList<>();
    private int iteratorIndex = 0;

    public void addProduct(String product) {
        products.add(product);
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return iteratorIndex < products.size();
    }

    @Override
    public String next() {
        return products.get(iteratorIndex++);
    }
}

    @Test
    void testFruitShopIterator() {
        FruitShopIterator fruitShop = new FruitShopIterator();
        fruitShop.addProduct("Apple");
        fruitShop.addProduct("Orange");
        while (fruitShop.hasNext()) {
            System.out.println(fruitShop.next());
        }
    }

    @Test
    void testMeatShopIterator() {
        MeatShopIterator meatShop = new MeatShopIterator();
        meatShop.addProduct("Beef");
        meatShop.addProduct("Pork");
        while (meatShop.hasNext()) {
            System.out.println(meatShop.next());
        }
    }

 

　　可以看出：

1. Iterator 提供了 hasNext() 和 next() 方法负责集合数据的遍历。
2. Shop 类避免了暴露具体的数据结构。
3. 客户端采用统一的方式去遍历数据。