[设计模式] - No.4 Iterator 模式

Iterator 模式

本系列的文章主要是记录设计模式的学习过程，围绕《图解设计模式》和我自身对于设计模式的理解。在文章中出现的代码多为《图解设计模式》这本书中的代码。书中一共包含23个设计模式，这篇文章作为这个系列的第一篇文章。由于《图解设计模式》这本书内容十分简单，非常适合入门，如果对于设计模式想要进一步地研究，可以参阅一些其他书籍。

Iterator模式是一种非常简单的设计模式，其设计出来的目的就是在不知道类具体内部实现的前提下，对这个类的集合中的元素进行一个一个的访问。当我们对集合对象增加一种新迭代或者存储方式的时候，并不需要修改对该集合对象访问的代码，只需要增加对应的迭代器即可。

接下来，我们通过书中的一个例子来简单的看一下什么是迭代器模式：

首先，我们声明一个Book类，这个类存储书的一些信息：

public class Book {

    private String bookName;

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

    public String getBookName() {
        return bookName;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "本书名称叫 " + this.getBookName();
    }
}

接下来，我们声明一个接口Aggregate.java，这个接口内部有一个函数，该返回一个迭代器。实现该接口表示将该类声明为可以遍历的集合，并可以获得遍历该类的迭代器。

import java.util.Iterator;

public interface Aggregate {
    Iterator iterator();
}

我们有一个BookShelf类，并实现上述的接口。其意义为一个书架可以被遍历，并且我们能够返回遍历的迭代器

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

public class BookShelf implements Aggregate {
    private Book [] books;
    private int last;
    public BookShelf(int shelfSize){
        this.books = new Book[shelfSize];
        this.last = 0;
    }

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

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

    public int getLength(){
        return last;
    }

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

注意到，在最后的iterator()函数中，我们返回了一个BookShelfIterator,也就是说，我们按照这个迭代器中实现的方式进行遍历BookShelf

BookShelfIterator

import java.util.Iterator;

public class BookShelfIterator implements Iterator {

    private BookShelf bookShelf;
    private int cursor;

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

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

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return cursor<bookShelf.getLength();
    }
}

Main.java对集合进行遍历

import java.util.Iterator;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        BookShelf bookShelf = new BookShelf(5);
        bookShelf.appendBook(new Book("哈利波特"));
        bookShelf.appendBook(new Book("设计模式"));
        bookShelf.appendBook(new Book("故事会"));
        bookShelf.appendBook(new Book("情感分析"));

        Iterator iterator = bookShelf.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

当我们的BookShelf存储形式更改，或者我们的遍历的顺序更改时，我们不需要修改集合遍历这部分代码，只需要增加对应的迭代器即可。

上面这段代码和《图解设计模式》中的代码几乎一样，我在某些细节地方做了修改。同时，在BookShelf中，我是用的是普通数组进行存储的，而没有使用ArrayList等容器，是为了让大家更清晰的看到迭代器模式的工作方式。

一个迭代器模式的类图如下所示：

在这里插入图片描述

Aggregate（集合）

该角色负责定义创建Iterator角色的接口
ConcreteAggregate（具体的集合）

负责实现Aggregate角色所定义的接口。在这个例子中，由BookShelf扮演，他实现了iterator()的方法，并返回第一个访问该集合的迭代器
Iterator（迭代器）

Iterator主要负责定义按顺序遍历元素的接口API，例如next()和hasNext()等方法
ConcreteIterator（具体的迭代器）

实现Iterator角色所定义的接口，实现具体的next()和hasNext()方法

应用了迭代器设计模式的好处就是，我们不需要知道集合存储元素的方式，即可对集合进行遍历。如果以后集合BookShelf中存储的数组改为ArrayList或者其他的容器类型，我们只需要添加一种新的对应这种存储方式的迭代器实现即可。

[设计模式] - No.4 Iterator 模式

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