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设计模式(十三)——迭代器模式

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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