Java設(shè)計(jì)模式中的迭代器模式詳解

更新時(shí)間：2023年02月08日 09:52:11 作者：低調(diào)函數(shù)

迭代器模式官方解釋就是提供一個(gè)對(duì)象來(lái)順序訪(fǎng)問(wèn)聚合對(duì)象中的一系列數(shù)據(jù)，而不暴露聚合對(duì)象的內(nèi)部表示。何為聚合對(duì)象呢？最典型的就是集合類(lèi)。大白話(huà)也就是，集合中的數(shù)據(jù)是私有的，集合中不應(yīng)該提供直接遍歷的方法，要定義一個(gè)新的對(duì)象用于訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)集合

一定義

提供一個(gè)對(duì)象來(lái)順序訪(fǎng)問(wèn)聚合對(duì)象中的一系列數(shù)據(jù)，而不暴露聚合對(duì)象的內(nèi)部表示。

二 UML類(lèi)圖

抽象聚合（Aggregate）角色：定義存儲(chǔ)、添加、刪除聚合元素以及創(chuàng)建迭代器對(duì)象的接口。
具體聚合（ConcreteAggregate）角色：實(shí)現(xiàn)抽象聚合類(lèi)，返回一個(gè)具體迭代器的實(shí)例。
抽象迭代器（Iterator）角色：定義訪(fǎng)問(wèn)和遍歷聚合元素的接口，通常包含 hasNext()、next() 等方法。
具體迭代器（Concretelterator）角色：實(shí)現(xiàn)抽象迭代器接口中所定義的方法，完成對(duì)聚合對(duì)象的遍歷，記錄遍歷的當(dāng)前位置。

三代碼實(shí)例

【例】定義一個(gè)可以存儲(chǔ)學(xué)生對(duì)象的容器對(duì)象，將遍歷該容器的功能交由迭代器實(shí)現(xiàn)，涉及到的類(lèi)如下：

定義迭代器接口，聲明hasNext、next方法：

public interface StudentIterator {
    boolean hasNext();
    Student next();
}

定義具體的迭代器類(lèi)，重寫(xiě)所有的抽象方法”

public class StudentIteratorImpl implements StudentIterator {
    private List<Student> list;
    private int position = 0;
    public StudentIteratorImpl(List<Student> list) {
        this.list = list;
    }
    @Override
    public boolean hasNext() {
        return position < list.size();
    }
    @Override
    public Student next() {
        Student currentStudent = list.get(position);
        position ++;
        return currentStudent;
    }
}

定義抽象容器類(lèi)，包含添加元素，刪除元素，獲取迭代器對(duì)象的方法：

public interface StudentAggregate {
    void addStudent(Student student);
    void removeStudent(Student student);
    StudentIterator getStudentIterator();
}

定義具體的容器類(lèi)，重寫(xiě)所有的方法：

public class StudentAggregateImpl implements StudentAggregate {
    private List<Student> list = new ArrayList<Student>();  // 學(xué)生列表
    @Override
    public void addStudent(Student student) {
        this.list.add(student);
    }
    @Override
    public void removeStudent(Student student) {
        this.list.remove(student);
    }
    @Override
    public StudentIterator getStudentIterator() {
        return new StudentIteratorImpl(list);
    }
}

四迭代器模式的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 優(yōu)點(diǎn)

它支持以不同的方式遍歷一個(gè)聚合對(duì)象，在同一個(gè)聚合對(duì)象上可以定義多種遍歷方式。在迭代器模式中只需要用一個(gè)不同的迭代器來(lái)替換原有迭代器即可改變遍歷算法，我們也可以自己定義迭代器的子類(lèi)以支持新的遍歷方式。
迭代器簡(jiǎn)化了聚合類(lèi)。由于引入了迭代器，在原有的聚合對(duì)象中不需要再自行提供數(shù)據(jù)遍歷等方法，這樣可以簡(jiǎn)化聚合類(lèi)的設(shè)計(jì)。
在迭代器模式中，由于引入了抽象層，增加新的聚合類(lèi)和迭代器類(lèi)都很方便，無(wú)須修改原有代碼，滿(mǎn)足 “開(kāi)閉原則” 的要求。

4.2 缺點(diǎn)

增加了類(lèi)的個(gè)數(shù)，這在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

五使用場(chǎng)景

當(dāng)需要為聚合對(duì)象提供多種遍歷方式時(shí)。
當(dāng)需要為遍歷不同的聚合結(jié)構(gòu)提供一個(gè)統(tǒng)一的接口時(shí)。
當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)聚合對(duì)象的內(nèi)容而無(wú)須暴露其內(nèi)部細(xì)節(jié)的表示時(shí)。

六 JDK迭代器的運(yùn)用

迭代器模式在JAVA的很多集合類(lèi)中被廣泛應(yīng)用，接下來(lái)看看JAVA源碼中是如何使用迭代器模式的。

List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> iterator = list.iterator(); //list.iterator()方法返回的肯定是Iterator接口的子實(shí)現(xiàn)類(lèi)對(duì)象
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

看完這段代碼是不是很熟悉，與我們上面代碼基本類(lèi)似。單列集合都使用到了迭代器，我們以ArrayList舉例來(lái)說(shuō)明

List：抽象聚合類(lèi)
ArrayList：具體的聚合類(lèi)
Iterator：抽象迭代器
list.iterator()：返回的是實(shí)現(xiàn)了 Iterator 接口的具體迭代器對(duì)象

具體的來(lái)看看 ArrayList的代碼實(shí)現(xiàn)

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable {
    public Iterator<E> iterator() {
        return new ArrayList.Itr();
    }
    private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // 下一個(gè)要返回元素的索引
        int lastRet = -1; // 上一個(gè)返回元素的索引
        int expectedModCount = modCount;
        Itr() {}
        //判斷是否還有元素
        public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }
        //獲取下一個(gè)元素
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }
        ...
    }
}

這部分代碼還是比較簡(jiǎn)單，大致就是在 iterator 方法中返回了一個(gè)實(shí)例化的 Iterator 對(duì)象。Itr是一個(gè)內(nèi)部類(lèi)，它實(shí)現(xiàn)了 Iterator 接口并重寫(xiě)了其中的抽象方法。

注意：

當(dāng)我們?cè)谑褂肑AVA開(kāi)發(fā)的時(shí)候，想使用迭代器模式的話(huà)，只要讓我們自己定義的容器類(lèi)實(shí)現(xiàn)java.util.Iterable并實(shí)現(xiàn)其中的iterator()方法使其返回一個(gè) java.util.Iterator 的實(shí)現(xiàn)類(lèi)就可以了

到此這篇關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式中的迭代器模式詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java迭代器模式內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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