迭代器模式

概述

如何操纵任意的对象集合？如一个列表(List)或者一个集合(Set)，又如何提供一种方法来让别人可以访问它的元素，而又不需要暴露它的内部结构？迭代器模式：使用迭代器模式来提供对聚合对象的统一存取，即提供一个外部的迭代器来对聚合对象进行访问和遍历，而又不需暴露该对象的内部结构。又叫做游标（Cursor）模式。

适用性

迭代器模式可用来：

访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
需要为聚合对象提供多种遍历方式。
为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口(即,支持多态迭代)

结构

iterator 结构上可以看出，迭代器模式在客户与容器之间加入了迭代器角色。迭代器角色的加入，就可以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”。注意，在迭代器模式中，具体迭代器角色和具体容器角色是耦合在一起的。为了使客户程序从与具体迭代器角色耦合的困境中脱离出来，避免具体迭代器角色的更换给客户程序带来的修改，迭代器模式抽象了具体迭代器角色，使得客户程序更具一般性和重用性。这被称为多态迭代。

模式的组成

抽象迭代器(Iterator)

迭代器定义访问和遍历元素的接口。

具体迭代器(ConcreteIterator)

具体迭代器实现迭代器 Iterator 接口，对该聚合遍历时跟踪当前位置。

抽象聚合类(Aggregate)

聚合定义创建相应迭代器对象的接口。

具体聚合类(ConcreteAggregate)

具体聚合实现创建相应迭代器的接口，该操作返回 ConcreteIterator 的一个适当的实例。

迭代器模式的作用

它支持以不同的方式遍历一个聚合对象：复杂的聚合可用多种方式进行遍历，迭代器模式使得改变遍历算法变得很容易：仅需用一个不同的迭代器的实例代替原先的实例即可
迭代器简化了聚合的接口，有了迭代器的遍历接口，聚合本身就不再需要类似的遍历接口了
在同一个聚合上可以有多个遍历，每个迭代器保持它自己的遍历状态，因此可以同时进行多个遍历。
在迭代器模式中，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。迭代器模式的缺点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类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

实现

/**
 * 迭代器接口
 */
public interface Iterator<T> {
    T next();
    boolean hasNext();
}

/**
 * 迭代器实现
 */
public class ConcreteIterator<T> implements Iterator<T> {
    private List<T> list;
    private int index = 0;

    public ConcreteIterator(List<T> list) {
        this.list = list;
    }

    @Override
    public T next() {
        return list.get(index++);
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return index < list.size();
    }
}

/**
 * 聚合定义创建相应迭代器对象的接口
 */
public interface Aggregate {
    Iterator createIterator();
}

/**
 * 具体聚合实现创建相应迭代器的接口，该操作返回ConcreteIterator的一个适当的实例
 */
public class ConcreteAggregate<T> implements Aggregate {
    private List<T> list = new ArrayList<>();

    public Iterator createIterator() {
        return new ConcreteIterator(list);
    }

    public void setList(List<T> list) {
        this.list = list;
    }
}

public class IteratorTest {
    @Test
    public void test() {
        ConcreteAggregate concreteAggregate = new ConcreteAggregate();
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");
        list.add("D");
        list.add("E");
        list.add("F");
        concreteAggregate.setList(list);

        Iterator iterator = concreteAggregate.createIterator();
        Object object = null;
        while (iterator.hasNext()) {
            object = iterator.next();
            System.out.print(object + "  ");
        }
    }
}

结果

A  B  C  D  E  F

迭代器模式与其他相关模式

组合模式(Composite)：迭代器常被应用到像组合模式这样的递归结构上。工厂方法模式(FactoryMethod)：多态迭代器靠 FactoryMethod 来实例化适当的迭代器子类。备忘录模式(Memento)：常与迭代器模式一起使用。迭代器可使用一个 Memento 来捕获一个迭代的状态。迭代器在其内部存储 Memento。

总结与分析

聚合是一个管理和组织数据对象的数据结构。
聚合对象主要拥有两个职责：一是存储内部数据；二是遍历内部数据。
存储数据是聚合对象最基本的职责。
将遍历聚合对象中数据的行为提取出来，封装到一个迭代器中，通过专门的迭代器来遍历聚合对象的内部数据，这就是迭代器模式的本质。迭代器模式是“单一职责原则”的完美体现。

概述​

适用性​

结构​

模式的组成​

抽象迭代器(Iterator)​

具体迭代器(ConcreteIterator)​

抽象聚合类(Aggregate)​

具体聚合类(ConcreteAggregate)​

迭代器模式的作用​

实现​

结果​

迭代器模式与其他相关模式​

总结与分析​

概述

适用性

结构