前言
这次要介绍的是迭代器模式，也是一种行为模式。我现在觉得写博客有点应付了，前阵子一天一篇，感觉这样其实有点没理解透彻就写下来了，而且写完后自己也没有多看几遍，上次在面试的时候被问到java中的I/O的各种实现用到了什么设计模式，我愣是想半天没想出来了，人家还给提示了我也没想出来，最后还是面试官给出的答案，是装饰模式，听到答案后就恍然大悟了，前两天刚看了装饰模式，还写下了I/O操作中的各种类都是用到了装饰模式，后来想想两方面原因造成的当时没回答出来，一是面试时紧张就容易想不起来，二是对设计模式理解的还是不够透彻。所以以后宁可写博客慢一些也要将自己写的东西理解透彻了。
迭代器模式
概念介绍
迭代器模式，又称游标模式。这种模式提供一种方法访问一个容器对象中各个元素，而又不需要暴露该对象的内部细节。这种模式其实我们日常开发中也很常见，例如下面的场景：
java.util.Iterator<String> it = list.iterator(); while (it.hasNext()){ //using "it.next();" do some business logic }
这样来理解简单一些，下面还是通过具体的场景例子来实现迭代器模式。
举例
一个书架上放着好几本书，现在我想知道书架上都有哪些书，并且都把书名打印出来。那么书架就可以具有迭代的功能，能把它存放的所有书籍都迭代出来。用代码实现如下：
定义一个迭代器接口，包含检测是否还有下一个元素的方法和获得下一个元素的方法
/** * 迭代器接口 */ public interface Iterator { /** * 检测是否还有下一个元素 * @return */ public abstract boolean hasNext(); /** * 获得下一个元素 * @return */ public abstract Object next(); }
定义含有迭代器对象的接口
/** * 只有实现此接口的才可以获得迭代器对象 */ public interface Aggregate { /** * 获得迭代器对象 * @return */ public abstract Iterator iterator(); }
书籍类
/** * 书籍类 */ public class Book { //书籍名称 private String name = ""; public Book(String name){ this.name = name; } /** * 获得书籍名称 * @return */ public String getName(){ return name; } }
书架类
/** * 书架类 */ public class BookShelf implements Aggregate{ private Book[] books; private int last = 0; public BookShelf(int maxSize){ this.books = new Book[maxSize]; } /** * 获得书籍 * @param index * @return */ public Book getBookAt(int index){ return books[index]; } /** * 添加书籍 * @param book */ public void appendBook(Book book){ this.books[last] = book; last++; } /** * 获得书架上的书籍数量 * @return */ public int getLength(){ return books.length; } /** * 获得书架迭代器对象 * @return */ @Override public Iterator iterator(){ return new BookShelfIterator(this); } }
书架迭代器
/** * 书架迭代器 */ public class BookShelfIterator implements Iterator { private BookShelf bookShelf; private int index; public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf){ this.bookShelf = bookShelf; this.index = 0; } /** * 检测是否还有下一本书 * @return */ @Override public boolean hasNext() { if(index<bookShelf.getLength()){ return true; }else { return false; } } /** * 返回下一本书 * @return */ @Override public Object next() { Book book = bookShelf.getBookAt(index); index++; return book; } }
测试类
public class Client { public static void main(String[] args) { //创建一个书架 BookShelf bookShelf = new BookShelf(5); //向书架中添加书籍 bookShelf.appendBook(new Book("深入理解Java虚拟机")); bookShelf.appendBook(new Book("Java编程思想")); bookShelf.appendBook(new Book("高性能MySQL")); bookShelf.appendBook(new Book("Effective Java 中文版")); bookShelf.appendBook(new Book("数据结构与算法分析Java语言描述")); //获得书架迭代器 Iterator iterator = bookShelf.iterator(); //迭代 while (iterator.hasNext()){ Book book = (Book) iterator.next(); System.out.println(book.getName()); } } }
运行结果
深入理解Java虚拟机
Java编程思想
高性能MySQL
Effective Java 中文版
数据结构与算法分析Java语言描述
上面的这个例子就是实现了迭代器模式，可以看出来是在客户端和容器间加入了迭代器，这样就很好的避免容器内部细节的暴露，而且也使得设计符合“单一职责原则”。
迭代器模式的结构
迭代器模式主要由以下角色组成
抽象迭代器角色（Iterator）：抽象迭代器角色定义访问和遍历元素的接口。上面例子中的Iterator接口就是代表的这个角色。
具体迭代器角色（Concrete Iterator）：具体迭代器角色要实现迭代器接口， 并要记录遍历中的当前位置。上面例子中BookShelfIterator类就是代表的这个角色。
容器角色（Aggregate）：容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。上面的例子中的Aggregate接口代表的就是这个角色。
具体容器角色（Concrete Aggregate）：具体容器角色实现创建具体迭代器角色的接口，这个具体迭代器角色与该容器的结构相关。上面例子中书架类BookShelf
代表的就是这个角色。
总结
迭代器模式是一种使用频率非常高的设计模式，通过引入迭代器可以将数据的遍历功能从聚合对象中分离出来，聚合对象只负责存储数据，而遍历数据由迭代器实现完成。Java语言类库中已经实现了迭代器模式，在实际开发中我们直接使用已经定义好的迭代器就可以了，像List、Set等集合都可以直接使用。
优点
1、它支持以不同的方式遍历一个聚合对象，在同一个聚合对象上可以定义多种遍历方式。替换迭代器就可以切换遍历方法。
2、迭代器简化了聚合类。聚合对象可以不用自己再提供遍历方法。
3、在迭代器模式中由于引入了抽象层，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码，满足“开闭原则”的要求。
缺点
1、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来，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。
2、抽象迭代器设计难度相对较大，需要充分考虑到系统将来的扩展，，例如JDK内置迭代器Iterator就无法实现逆向遍历，如果需要实现逆向遍历，只能通过其子类ListIterator等来实现，而ListIterator迭代器无法用于操作Set类型的聚合对象。
适用场景
在以下情况可以考虑使用迭代器模式
1、访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。将聚合对象的访问与内部数据的存储分离，使得访问聚合对象时无须了解其内部实现细节。
2、需要为一个聚合对象提供多种遍历方式。
3、为遍历不同聚合结构提供统一的接口，该接口的实现类中为不同的聚合结构提供不同的遍历方式，而客户端可以一致性的操作该接口。
想了解更多的设计模式请查看Java设计模式学习记录-GoF设计模式概述。