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  • 设计模式(十三)——迭代器模式

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    新专题:设计模式,我会在博客(http://www.hollischuang.com)及微信公众号(hollischuang)同步更新,欢迎共同学习。

    上一篇中介绍了一种行为型设计模式——策略模式,这篇文章中介绍另外一个比较简单的行为型设计模式——迭代器模式。

    概念

    一提到迭代器模式很多人可能感觉很陌生,但是实际上,迭代器模式是所有设计模式中最简单也是最常用的设计模式,正是因为他太常用了,所以很多人忽略了他的存在。

    迭代器模式提供一种方法访问一个容器中各个元素,而又不需要暴露该对象的内部细节。

    那么,这里提到的容器是什么呢?其实就是可以包含一组对象的数据结构,如Java中的CollectionSet

    用途

    从迭代器模式的概念中我们也看的出来,迭代器模式的重要用途就是帮助我们遍历容器。拿List来举例。如果我们想要遍历他的话,通常有以下几种方式:

        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.print(list.get(i) + ",");
        }
    
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.print(iterator.next() + ",");
        }
    
        for (Integer i : list) {
            System.out.print(i + ",");
        }
    

    其实,第二种和第三种都是基于迭代器模式实现的。本文重点是介绍迭代器模式,那么先暂不介绍Java中内置的迭代器,我们尝试自己实现一下迭代器模式,这样更有助于我们彻底理解迭代器模式。

    实现方式

    迭代器模式包含如下角色:

    Iterator 抽象迭代器

    ConcreteIterator 具体迭代器

    Aggregate 抽象容器

    Concrete Aggregate 具体容器

    iterator

    这里我们举一个菜单的例子,我们有一个菜单,我们想要展示出菜单中所有菜品的名字和报价信息等。

    先定义抽象迭代器:

    public interface Iterator<E> {
    
        boolean hasNext();
    
        E next();
    
        default void remove() {
            throw new UnsupportedOperationException("remove");
        }
    }
    

    这里的迭代器提供了三个方法,分别包括hasNext方法、next方法和remove方法。

    hasNext 返回该迭代器中是否还有未遍历过的元素

    next 返回迭代器中的下一个元素

    在定义一个具体的迭代器:

    public class MenuIterator implements Iterator {
    
        String[] foods;
        int      position = 0;
    
        public MenuIterator(String[] foods){
            this.foods = foods;
        }
    
        @Override
        public boolean hasNext() {
    
            return position != foods.length;
        }
    
        @Override
        public Object next() {
            String food = foods[position];
            position += 1;
            return food;
        }
    }
    

    这个具体的类实现了Iterator接口,并实现了其中的方法。具体实现就不详细写了,相信都能看得懂(请忽略线程安全问题)。

    接下来定义一个抽象容器:

    /**
     * Created by hollis on 17/2/18.
     * /
    public interface Menu {
    
        void add(String name);
    
        Iterator getIterator();
    }
    

    这里定义一个菜单接口,只提供两个方法,一个add方法和一个getIterator方法,用于返回一个迭代器。

    然后定义一个具体的容器,用于实现Menu接口:

    public class ChineseFoodMenu implements Menu {
    
        private String[] foods    = new String[4];
        private int      position = 0;
    
        @Override
        public void add(String name) {
            foods[position] = name;
            position += 1;
        }
    
        @Override
        public Iterator getIterator() {
            return new MenuIterator(this.foods);
        }
    }
    

    该类的实现也相对简单。至此,我们已经具备了一个迭代器模式需要的所有角色。接下来写一个测试类看看具体使用:

    public class Main {
    
        public static void main(String[] args) {
            ChineseFoodMenu chineseFoodMenu = new ChineseFoodMenu();
            chineseFoodMenu.add("宫保鸡丁");
            chineseFoodMenu.add("孜然羊肉");
            chineseFoodMenu.add("水煮鱼");
            chineseFoodMenu.add("北京烤鸭");
    
            Iterator iterator = chineseFoodMenu.getIterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                System.out.println(iterator.next());
            }
        }
    }
    //output:
    //宫保鸡丁
    //孜然羊肉
    //水煮鱼
    //北京烤鸭
    

    我们通过迭代器的方式实现了对一个容器(Menu)的遍历。迭代器的好处就是我们在Main类中使用Menu的时候根本不知道他底层的实现,只需要通过迭代器来遍历就可以了。

    总结

    迭代器的使用现在非常广泛,因为Java中提供了java.util.Iterator。而且Java中的很多容器(Collection、Set)也都提供了对迭代器的支持。

    迭代器甚至可以从23种设计模式中移除,因为他已经普遍的可以称之为工具了。

    最后最后,迭代器模式很好用,本文中介绍了如何写迭代器模式,但是,如果你要做Java开发,请直接用Java提供的Iterator。

    文中所有代码见GitHub

    (全文完)

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