Java实现23种设计模式(十四):迭代器模式

二十三种设计模式分类

设计模式三大分类.jpg

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一、概述

迭代器（Iterator）模式的定义：提供一个对象来顺序访问聚合对象中的一系列数据，而不暴露聚合对象的内部表示。

意图：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又无须暴露该对象的内部表示。

主要解决：不同的方式来遍历整个集合对象，主要用于容器对象。

优点

迭代器模式是一种对象行为型模式，其主要优点如下。

• 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
• 遍历任务交由迭代器完成，这简化了聚合类。
• 它支持以不同方式遍历一个聚合，甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历。
• 增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。
• 封装性良好，为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

缺点

增加了类的个数，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

场景

1、访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
2、需要为聚合对象提供多种遍历方式。
3、为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。

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二、实现

1. 结构图

迭代器模式主要包含以下角色。

• 抽象聚合（Aggregate）角色：定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
• 具体聚合（ConcreteAggregate）角色：实现抽象聚合类，返回一个具体迭代器的实例。
• 抽象迭代器（Iterator）角色：定义访问和遍历聚合元素的接口，通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
• 具体迭代器（Concretelterator）角色：实现抽象迭代器接口中所定义的方法，完成对聚合对象的遍历，记录遍历的当前位置。

迭代器模式

PS:UML结构图可以参考，例子实现并不根据UML图来完成，灵活实现即可；

2. 实现

• 迭代器接口

package cn.missbe.model.iterator;

/**
 * Copyright (c) 2020.
 * Email: love1208tt@foxmail.com
 * @author lyg  2020/4/29 上午9:35
 * description:
 **/

public interface SelfIterator<E>{
    /**是否有下一个元素*/
    boolean hasNext();

    /**下一个元素*/
    E next();
}

• 集合接口

package cn.missbe.model.iterator;

/**
 * Copyright (c) 2020.
 * Email: love1208tt@foxmail.com
 * @author lyg  2020/4/29 上午9:34
 * description:
 **/

public interface SelfCollection<T> {
    /**添加元素*/
    void add(T element);

    /**集合大小*/
    int size();

    /**得到自己写的迭代器*/
    SelfIterator<T> iterator();
}

• 具体集合容器

package cn.missbe.model.iterator;

/**
 * Copyright (c) 2020.
 * Email: love1208tt@foxmail.com
 * @author lyg  2020/4/29 上午9:34
 * description: 自己模拟一个ArrayList容器
 **/

public class SelfArrayList<T> implements SelfCollection<T>{
    T[] elements;

    int size;

    public SelfArrayList(int n) {
        elements = (T[])new Object[n];
        size = 0;
    }

    public SelfArrayList(T[] elements) {
        this.elements = elements;
        size = 0;
    }

    @Override
    public void add(T element) {
        if (size == elements.length) {
            T[] newElements = (T[]) new Object[elements.length * 2];
            System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, elements.length);
            elements = newElements;
        }
        elements[size] = element;
        size++;
    }

    @Override
    public int size() {
        return size;
    }

    @Override
    public SelfIterator<T> iterator() {
        return new SelfArrayListIterator();
    }

    private class SelfArrayListIterator implements SelfIterator<T>{
        private int curIndex = 0;

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return curIndex < size;
        }

        @Override
        public T next() {
            T o = elements[curIndex];
            curIndex++;
            return o;
        }
    }
}

• 主类，调用测试

package cn.missbe.model.iterator;

/**
 * Copyright (c) 2020.
 * Email: love1208tt@foxmail.com
 * @author lyg  2020/4/29 上午9:33
 * description:
 * 迭代器模式：适用于容器遍历
 **/

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SelfCollection<String> selfCollection = new SelfArrayList<>(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            selfCollection.add(new String("ArrayList:" + i));
        }
        SelfIterator<String> iterator = selfCollection.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String e = iterator.next();
            System.out.println(e);
        }
    }
}