19【迭代器设计模式】

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十九、迭代器设计模式

19.1 迭代器设计模式简介

19.1.1 迭代器设计模式概述

迭代器设计模式（Iterator Pattern）：它提供一种按顺序访问容器中对象的元素，而又无须暴露该容器的内部表示。迭代器模式可以为不同的容器提供一致的遍历行为，而不用关心容器内部元素的组成结构；

迭代器模式的核心是把容器中的元素的迭代抽离到迭代器中，提供一致访问的接口；

它适用于以下场景：

• 1）访问一个容器对象的内容而无须暴露他的内部表示
• 2）为遍历不同的容器结构提供一个统一的访问（迭代）接口

19.1.2 迭代器设计模式的UML类图

迭代器设计模式主要4个角色：

• 1）抽象迭代器（Iterator）：定义访问和遍历聚合元素的接口
• 2）具体迭代器（ConcreteIterator）：提供具体迭代的行为
• 3）抽象容器（IAggregate）：定义存储、添加、删除聚合元素以及创建迭代器对象的接口。
• 4）具体容器（ConcreteAggregate）：对抽象容器进行实现

19.2 迭代器设计模式的实现

【案例】

编写一个容器，提供增、删元素的方法；并提供迭代这些元素的方法；

• 1）编写抽象迭代器：

package com.pattern.demo01_手动实现观察者设计模式;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro:
 */
public interface Iterator<E> {

    E next();

    boolean hasNext();
}

• 2）编写具体迭代器：

package com.pattern.demo01_手动实现观察者设计模式;

import java.util.List;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro:
 */
public class IteratorImpl<E> implements Iterator<E> {

    // 需要迭代的容器
    private List<E> list;
    
    // 记录迭代的位置
    private int cursor = 0;
    
    // 当前迭代的元素
    private E element;

    public IteratorImpl(List<E> list) {
        this.list = list;
    }

    @Override
    public E next() {

        element = list.get(cursor);
        cursor++;

        return this.element;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {

        // 已经获取到list集合最大索引值
        if (cursor >= list.size()) {
            return false;
        }

        return true;
    }
}

• 3）定义抽象容器：

package com.pattern.demo01_手动实现观察者设计模式;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro:
 */
public interface IAggregate<E> {
    void add(E e);
    void remove(E e);

    Iterator<E> iterator();
}

• 4）定义具体容器：

package com.pattern.demo01_手动实现观察者设计模式;

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

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro:
 */
public class AggregateImpl<E> implements IAggregate<E> {

    private List<E> list;

    public AggregateImpl() {
        this.list=new ArrayList<>();
    }

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

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

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

19.3 迭代器设计模式的优缺点

• 优点：
  • 1）解耦了迭代与集合，迭代器模式封装了具体的迭代算法，迭代算法的变更不会影响集合本身
  • 2）元素迭代功能多样化，每个集合对象都可以提供一个或多个迭代规则，使得同种元素可以不同的迭代行为
  • 3）简化集合对象，迭代器模式将集合本身应该提供的迭代功能抽离到迭代器中，使得集合无须关心迭代行为
• 缺点：
  • 1）增加的类的数量，增加了系统的复杂性
  • 2）对于比较简单的遍历（数组），使用迭代器将会变得比较繁琐，另外，在日常开发中，我们基本上不会自己编写迭代器，开源框架提供的API完全够用，除非需要定制一个自己实现的数据结构对应的迭代器；