Java设计模式----迭代器模式

遍历元素在编程中十分常用，毋庸置疑只要是一个容器，都应该提供遍历其内部元素的方式，这就是本文介绍的迭代器模式。

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1.迭代器模式

迭代器模式(Iterator pattern) 提供一个迭代器，它可以按顺序遍历并访问容器中的元素，而无需暴露迭代器的内部实现。

迭代器模式如此常用，以至于Java标准库中，已经在各个容器类中集成了获取迭代器的方法，iterator()，我们使用List的时候根本无需自己去实现迭代器。

但是还是时候需要根据自己的算法来访问元素，比如按照某种递增的规律，某种顺序等等，这样，你就需要自己实现迭代器了。

迭代器模式UML类图如下所示：

一般实现步骤如下：

1. 定义一个容器类，添加一个可以获取Iterator的方法，比如iterator();
2. 设计Iterator类, 封装遍历容器元素的算法；
3. 客户端调用容器的iterator()方法获取该容器的迭代器iterator;
4. 客户端使用itreator的first(), next(), hasNext()等方法访问元素。

Java中，已经给我们提供了一个迭代器的接口Iterator<E>， 通过实现它可以定义自己的迭代器；同时，Java提供了一个Iterable<T>接口，容器实现Iterable接口的iterator()方法可获取相应的迭代器。

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2. 代码实现

下面我定义一个容器实现Iterable接口，通过iterator方法获取迭代器，实现对fibonacci数列的遍历。

Iterable接口就相当于UML类图中的TraversalAbstraction， Fibonacci相当于Collection, 实现Iterable，并提供获取iterator的方法。

/**
 * Fibonacci 数列的"容器"，通过构造器传入整数值设置该对象保存多少个数。
 * JDK提供了现成的Iterable接口,实现该接口即可获取Fibonacci对象的迭代器。
 */
class Fibonacci implements Iterable<Integer> {

    /** 需要取多少数字 */
    private final int count;

    public Fibonacci(int count) {
        this.count = count;
    }

    private int fib(int n) {
        if (n <= 2) {
            return 1;
        }
        return fib(n - 2) + fib(n - 1);
    }

    /** 根据该方法获取迭代器 */
    @Override
    public Iterator<Integer> iterator() {
        // 使用匿名内部类实现自己的遍历算法
        return new Iterator<Integer>() {
            int n = 1;
            int total = count;

            @Override
            public boolean hasNext() {
                return total > 0;
            }

            @Override
            public Integer next() {
                if (total-- > 0) {
                    return fib(n++);
                }
                throw new RuntimeException("no more!");
            }
        };
    }
}

构造元素数量为6的斐波那契数列，并获取其迭代器iterator遍历各个元素

public class IteratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Fibonacci fibonacci = new Fibonacci(6);
        Iterator<Integer> iterator = fibonacci.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

输出结果

1
1
2
3
5
8