设计模式@第19章:迭代器模式

第19章:迭代器模式

一、看一个具体的需求

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:

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传统的设计方案(类图)

​ 学校

​ 学院

三、传统的方式的问题分析

  • 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

  • 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

  • 解决方案:=> 迭代器模式

四、迭代器模式基本介绍

  • 迭代器模式(Iterator Pattern)是常用的设计模式,属于行为型模式

  • 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。

  • 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。

五、迭代器模式的原理类图

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对原理类图的说明-即(迭代器模式的角色及职责)

  • Iterator : 迭代器接口,是系统提供,含义 hasNext, next, remove

  • ConcreteIterator : 具体的迭代器类,管理迭代

  • Aggregate :一个统一的聚合接口, 将客户端和具体聚合解耦

  • 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

  • Client :客户端, 通过 Iterator 和 Aggregate 依赖子类

六、迭代器模式应用实例

  • 应用实例要求

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。

  • 设计思路分析

    这里假设两个学院存放系方式不同

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  • 代码实现

iterator 抽象类:是系统的接口

首先是基本实体类:

package com.gjxaiou.iterator;

//ϵ
public class Department {

	private String name;
	private String desc;
	public Department(String name, String desc) {
		super();
		this.name = name;
		this.desc = desc;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public String getDesc() {
		return desc;
	}
	public void setDesc(String desc) {
		this.desc = desc;
	}
}

具体的迭代器:

package com.gjxaiou.iterator;

import java.util.Iterator;

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {

	//这里我们需要Department 是以怎样的方式存放=>数组
	Department[] departments;
	int position = 0; //遍历的位置

	public ComputerCollegeIterator(Department[] departments) {
		this.departments = departments;
	}

	//判断是否还有下一个元素
	@Override
	public boolean hasNext() {
		if(position >= departments.length || departments[position] == null) {
			return false;
		}else {
			return true;
		}
	}

	@Override
	public Object next() {
		Department department = departments[position];
		position += 1;
		return department;
	}
	
	//删除的方法,默认空实现
	@Override
	public void remove() {
	}
}

//-----------------------------------------------------------------
package com.gjxaiou.iterator;

import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class InfoColleageIterator implements Iterator {

	List<Department> departmentList; // 信息工程学院是以List方式存放系
	int index = -1;//索引

	public InfoColleageIterator(List<Department> departmentList) {
		this.departmentList = departmentList;
	}

	//判断list中还有没有下一个元素
	@Override
	public boolean hasNext() {
		if(index >= departmentList.size() - 1) {
			return false;
		} else {
			index += 1;
			return true;
		}
	}

	@Override
	public Object next() {
		return departmentList.get(index);
	}
	
	//空实现remove
	@Override
	public void remove() {
	}
}

数据接口和实体类

package com.gjxaiou.iterator;

import java.util.Iterator;

public interface College {
	
	public String getName();
	
	//增加系的方法
	public void addDepartment(String name, String desc);
	
	//返回一个迭代器,遍历
	public Iterator  createIterator();
}

//---------------------------------------------------
package com.gjxaiou.iterator;

import java.util.Iterator;

public class ComputerCollege implements College {

	Department[] departments;
	int numOfDepartment = 0 ;// 保存当前数组的对象个数
	
	public ComputerCollege() {
		departments = new Department[5];
		addDepartment("Java专业", " Java专业 ");
		addDepartment("PHP专业", " PHP专业 ");
		addDepartment("大数据专业", " 大数据专业 ");
	}

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

	@Override
	public void addDepartment(String name, String desc) {
		Department department = new Department(name, desc);
		departments[numOfDepartment] = department;
		numOfDepartment += 1;
	}

	@Override
	public Iterator createIterator() {
		return new ComputerCollegeIterator(departments);
	}
}

//---------------------------------------------------
package com.gjxaiou.iterator;

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

public class InfoCollege implements College {

	List<Department> departmentList;

	public InfoCollege() {
		departmentList = new ArrayList<Department>();
		addDepartment("信息安全专业", " 信息安全专业 ");
		addDepartment("网络安全专业", " 网络安全专业 ");
		addDepartment("服务器安全专业", " 服务器安全专业 ");
	}
	
	@Override
	public String getName() {
		return "信息工程学院";
	}

	@Override
	public void addDepartment(String name, String desc) {
		Department department = new Department(name, desc);
		departmentList.add(department);
	}

	@Override
	public Iterator createIterator() {
		return new InfoColleageIterator(departmentList);
	}
}


输出方法:

package com.gjxaiou.iterator;

import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class OutPutImpl {
	
	//学院集合
	List<College> collegeList;

	public OutPutImpl(List<College> collegeList) {
		
		this.collegeList = collegeList;
	}
	//遍历所有学院,然后调用printDepartment 输出各个学院的系
	public void printCollege() {
		
		//从collegeList 取出所有学院, Java 中的 List 已经实现Iterator
		Iterator<College> iterator = collegeList.iterator();
		
		while(iterator.hasNext()) {
			//取出一个学院
			College college = iterator.next();
			System.out.println("=== "+college.getName() +"=====" );
			printDepartment(college.createIterator()); //得到对应迭代器
		}
	}

	//输出 学院输出 系
	public void printDepartment(Iterator iterator) {
		while(iterator.hasNext()) {
			Department d = (Department)iterator.next();
			System.out.println(d.getName());
		}
	}
}

使用:

package com.gjxaiou.iterator;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		//创建学院
		List<College> collegeList = new ArrayList<College>();
		
		ComputerCollege computerCollege = new ComputerCollege();
		InfoCollege infoCollege = new InfoCollege();
		
		collegeList.add(computerCollege);
		//collegeList.add(infoCollege);
		
		OutPutImpl outPutImpl = new OutPutImpl(collegeList);
		outPutImpl.printCollege();
	}
}

七、迭代器模式在JDK-ArrayList 集合应用的源码分析 P272

  • JDK 的 ArrayList 集合中就使用了迭代器模式

  • 代码分析+类图+说明

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  • 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

八、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
posted @ 2020-01-10 22:17  默月  阅读(164)  评论(0编辑  收藏  举报