一天一個設計模式——迭代器模式

1、模式說明

迭代操做在程序開發中很常見：在數據集合中按順序便利全部元素（例如：遍歷一個數組中的全部元素），將遍歷時使用的索引（如訪問數組循環變量i）抽象化、通用化後造成的模式就是迭代器模式。

核心的迭代器通常包含兩個方法：hasNext()和next()方法，前一個方法用於判斷集合中是否還存在下一個須要迭代的元素，返回值類型是Bool類型；next()方法用於返回集合中一個元素，而且將迭代器移動到下一個元素。

該模式的UML圖和示例代碼UML圖以下：

 

 

迭代模式的UML很簡單，包含兩個接口：Aggregate接口和Iterator接口，對應ConcreteAggregate角色和ConcreteIterator角色。

• Aggregate接口包含一個iterator方法，該方法返回一個iterator迭代器。
• Iterator接口包含hasNext()和next()兩個方法。

上圖中，設計兩個接口，而沒有隻使用一個Iterator接口，緣由在於咱們須要將「遍歷功能」獨立於ConcreteAggregate角色以外，這樣就能夠針對一個ConcreteAggregate角色編寫多種不一樣的ConcreteIterator角色（從前向後遍歷、從後向前遍歷previous、跳躍遍歷）。

2、模式中的角色：

• Iterator：迭代器角色：定義訪問和遍歷元素的接口；
• Aggregate：集合角色：定義建立Iterator迭代器的接口；
• ConcreteIterator：迭代器實現類；
• ConcreteAggretator：具體聚合實現累；

3、模式代碼示例：

（代碼分爲兩個包，patterndesign包用於設計模式的代碼實現，patterndemostrate用於模式代碼的使用實例說明）

代碼結構：

模式相關代碼：

Aggregrate接口：

package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign;

public interface Aggregate {
    public abstract Iterator iterator();
}

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Iterator接口：

package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign;

public interface Iterator {
    public abstract boolean hasNext();
    public abstract Object next();
}

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模式實現演示：

Book書籍類：

package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndemostrate;

public class Book {
    private String name;

    public Book(String name){
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

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BookShelf書架類（相似模擬一個集合類）：

package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign.Aggregate;
import com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign.Iterator;

public class BookShelf implements Aggregate {

    private Book books[];
    private int last = 0;

    public BookShelf(int size){
        this.books = new Book[size];
    }

    public Book getBookAt(int index){
        return books[index];
    }

    public void appendBook(Book book){
        this.books[last] = book;
        last++;
    }

    public int getLength(){
        return last;
    }

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

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迭代器類（實現了書架類（模擬集合）中元素的迭代）：

package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign.Iterator;

public class BookShelfIterator implements Iterator {
    private BookShelf bookShelf;
    private int index;

    public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf){
        this.bookShelf = bookShelf;
        this.index = 0;
    }

    public boolean hasNext(){
        return index < bookShelf.getLength();
    }

    public Object next(){
        Book book = bookShelf.getBookAt(index);
        index++;
        return book;
    }
}

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運行結果：

 

4、相關的模式

• Visitor模式（訪問者模式）：迭代模式僅僅遍歷取出元素，並無作任何處理，若是遍歷元素的同時對每一個元素作相同的處理，則這種模式是visitor模式（訪問者模式）；
• Factory Method模式（工廠方法模式）：在iterator方法中生成Iterator實例時可能採用到工廠方法模式；

 

 

此隨筆參照中國工信出版集團，人民郵電出版社的《圖解設計模式》梳理。