一、模式动机
迭代器模式（Iterator Pattern）是一种使用频率非常高的行为型设计模式，迭代器用于对一个聚合对象进行遍历。通过引入迭代器可以将数据的遍历功能从聚合对象中分离出来，聚合对象只负责存储数据，而遍历数据由迭代器来完成，简化了聚合对象的设计，更符合“单一职责原则”的要求。Java语言提供了对迭代器模式的完美支持，通常我们不需要自己定义新的迭代器，直接使用Java提供的迭代器即可。迭代器模式又称为“游标（Cursor）模式”，它是一种对象行为型模式。
类比：
- 电视机 存储电视频道的集合 聚合类(Aggregate Classes)
- 电视机遥控器 操作电视频道 迭代器(Iterator)
- 如何访问一个聚合对象中的元素但又不需要暴露它的内部结构，还能提供多种不同的遍历方式 迭代器模式
二、模式定义
- 迭代器模式(Iterator Pattern) ：提供一种方法来访问聚合对象，而不用暴露这个对象的内部表示。
- 提供一个外部的迭代器对聚合对象进行访问和遍历，迭代器中定义了一个访问该聚合对象的接口，并且可以跟踪当前遍历的元素，了解哪些元素已经遍历，哪些没有。
- 其别名为游标(Cursor)
- 迭代器模式是一种对象行为型模式
三、模式结构
抽象迭代器类
public interface Iterator { public void first(); //将游标指向第一个元素 public void next(); //将游标指向下一个元素 public boolean hasNext(); //判断是否存在下一个元素 public Object currentItem(); //获取游标指向的当前元素}具体迭代器类
public class ConcreteIterator implements Iterator { private ConcreteAggregate objects; //维持一个对具体聚合对象的引用，以便于访问存储在聚合对象中的数据 private int cursor; //定义一个游标，用于记录当前访问位置 public ConcreteIterator(ConcreteAggregate objects) { this.objects=objects; } public void first() { ...... } public void next() { ...... } public boolean hasNext( ) { ...... } public Object currentItem( ) { ...... }}抽象聚合类
public interface Aggregate { Iterator createIterator( );}具体聚合类
public class ConcreteAggregate implements Aggregate { ...... public Iterator createIterator( ) { return new ConcreteIterator(this); } ......}四、案例实现案例背景
遥控操控电视频道遍历
案例结构
代码实现
抽象迭代器类：电视机遥控器类
public interface TVInterator { void setChannel(int i); Object currentChannel(); void next(); void previous(); boolean isLast(); boolean isFirst();}抽象聚合类
public interface Television { TVInterator createInterator();}具体电视机类：创维电视机类
public class SkyworthTelevision implements Television{ private Object[] obj = {"CCTV-1","CCTV-2","CCTV-3","CCTV-4","CCTV-5","CCTV-6"}; @Override public TVInterator createInterator() { return new SkyworthInterator(obj); }}具体电视机类：TCL
public class TCLTelevision implements Television{ private Object[] obj = {"湖南卫视","上海卫视","山西卫视","河北卫视","上海卫视","北京卫视"}; @Override public TVInterator createInterator() { return new SkyworthInterator(obj); }}具体电视机遥控器类：创维
public class SkyworthInterator implements TVInterator{ private int currentIndex = 0; private Object obj[]; public SkyworthInterator(Object[] obj) { this.obj = obj; } @Override public void setChannel(int i) { currentIndex = i; } @Override public Object currentChannel() { return obj[currentIndex]; } @Override public void next() { if (currentIndex 0){ currentIndex --; } } @Override public boolean isLast() { return currentIndex == obj.length; } @Override public boolean isFirst() { return currentIndex ==0; }}具体电视机遥控器类：TCL
public class TCLInterator implements TVInterator{ private int currentIndex = 0; private Object obj[]; public TCLInterator(Object[] obj) { this.obj = obj; } @Override public void setChannel(int i) { currentIndex = i; } @Override public Object currentChannel() { return obj[currentIndex]; } @Override public void next() { if (currentIndex 0){ currentIndex --; } } @Override public boolean isLast() { return currentIndex == obj.length; } @Override public boolean isFirst() { return currentIndex ==0; }}客户类
public class Client { public static void display(Television tv){ TVInterator interator = tv.createInterator(); System.out.println("电视机频道："); while (!interator.isLast()){ System.out.println(interator.currentChannel().toString()); interator.next(); } } public static void reverseDisplay(Television tv){ TVInterator interator = tv.createInterator(); interator.setChannel(6); System.out.println("逆向遍历电视机频道："); while (!interator.isFirst()){ interator.previous(); System.out.println(interator.currentChannel().toString()); } } public static void main(String a[]) { Television tv = (Television) XMLUtil.getBean(); display(tv); System.out.println("==============="); reverseDisplay(tv); }}案例分析
- 如果需要增加一个新的具体聚合类，只需增加一个新的聚合子类和一个新的具体迭代器类即可，原有类库代码无须修改，符合开闭原则
- 如果需要更换一个迭代器，只需要增加一个新的具体迭代器类作为抽象迭代器类的子类，重新实现遍历方法即可，原有迭代器代码无须修改，也符合开闭原则
- 如果要在迭代器中增加新的方法，则需要修改抽象迭代器的源代码，这将违背开闭原则
五、模式分析
- 聚合对象的两个职责：
- 存储数据，聚合对象的基本职责
- 遍历数据，既是可变化的，又是可分离的
- 将遍历数据的行为从聚合对象中分离出来，封装在迭代器对象中
- 由迭代器来提供遍历聚合对象内部数据的行为，简化聚合对象的设计，更符合单一职责原则
六、总结模式优点
- 支持以不同的方式遍历一个聚合对象，在同一个聚合对象上可以定义多种遍历方式
- 简化了聚合类
- 由于引入了抽象层，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码，符合开闭原则
模式缺点
- 在增加新的聚合类时需要对应地增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性
- 抽象迭代器的设计难度较大，需要充分考虑到系统将来的扩展。在自定义迭代器时，创建一个考虑全面的抽象迭代器并不是一件很容易的事情
使用情形
- 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示
- 需要为一个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，在该接口的实现类中为不同的聚合结构提供不同的遍历方式，而客户端可以一致性地操作该接口
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