迭代器设计模式-从简单案例中掌握Iterator

定义
迭代器设计模式(Iterator Pattern)是Java和.Net编程环境中非常常见的设计模式。这种模式用于让外部调用顺序访问集合对象的元素，而让外部类不需要知道集合对象的底层表示。

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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整合对象。

何时使用：遍历一个聚合对象。

如何解决：把在元素之间游走的责任交给迭代器，而不是聚合对象。

关键代码：定义接口：hasNext, next。

应用实例：JAVA 中的 iterator。

优点： 1、它支持以不同的方式遍历一个聚合对象。 2、迭代器简化了聚合类。 3、在同一个聚合上可以有多个遍历。 4、在迭代器模式中，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。

缺点：由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

使用场景： 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。

注意事项：迭代器模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可让外部代码透明地访问集合内部的数据。

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实现
创建迭代器接口Inerator和返回Inerator的Aggregate接口。集合类Bookshelf实现Aggregate接口，并创建自己的迭代器BookShelfIterator。

BookShelfDemo UML.png

迭代器接口

public interface Iterator<E> {

    boolean hasNext();

    E next();
}

返回Iterator的Aggregate

public interface Aggregate<T extends Iterator> {

    T iterator();

}

Bookshelf,实现Aggregate接口，并返回BookShelfIterator

public class Bookshelf implements Aggregate<BookShelfIterator> {
    private Book[] bookShelf;
    private int index;

    public Bookshelf(int maxSize) {
        this.bookShelf = new Book[maxSize];
        index = 0;
    }

    public void addBook(Book book) {
        bookShelf[index] = book;
        index++;
    }

    public Book findBookAtIndex(int index) {
        return bookShelf[index];
    }

    public int length() {
        return bookShelf.length;
    }

    @Override
    public BookShelfIterator iterator() {
        return new BookShelfIterator(this);
    }
}

创建Bookshelf的迭代器BookShelfIterator

public class BookShelfIterator implements Iterator<Book> {
    private Bookshelf bookShelf;
    private int index = 0;

    public BookShelfIterator(Bookshelf bookShelf) {
        this.bookShelf = bookShelf;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return index < bookShelf.length();
    }

    @Override
    public Book next() {
        return bookShelf.findBookAtIndex(index++);
    }
}

Client

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Bookshelf bookshelf = new Bookshelf(5);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            bookshelf.addBook(new Book("书本" + i));
        }

        BookShelfIterator iterator = bookshelf.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next().bookName);
        }
    }
}

输出结果:

书本0
书本1
书本2
书本3
书本4