迭代器模式

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小知识,大挑战!本文正在参与“程序员必备小知识”创作活动

迭代器模式(Iterator Pattern)是常用的设计模式,属于行为型模式

如果我们的集合元素是用不同的方式实现的,有数组,还有java的集合类, 或者还有其他方式,当客户端要遍历这些集合元素的时候就要使用多种遍历 方式,而且还会暴露元素的内部结构,可以考虑使用迭代器模式解决。

迭代器模式,提供一种遍历集合元素的统一接口,用一致的方法遍历集合元素, 不需要知道集合对象的底层表示,即:不暴露其内部的结构。

Iterator : 迭代器接口,是系统提供,含义 hasNext, next, remove

ConcreteIterator : 具体的迭代器类,管理迭代

Aggregate :一个统一的聚合接口, 将客户端和具体聚合解耦

ConcreteAggreage:具体的聚合持有对象集合

Client:客户端,通过Iterator和Aggreate依赖子类

今天的例子在我们组合模式中的例子,编写程序展示一个学校院系结构:需求是这样,要在一个页面中展示出学校的院系 组成,一个学校有多个学院,一个学院有多个系。如图:

传统的解决方式

将学院看做是学校的子类,系是学院的子类,这样实际上是站在组织大小来进行分 层次的

实际上我们的要求是 :在一个页面中展示出学校的院系组成,一个学校有多个 学院,一个学院有多个系, 因此这种方案,不能很好实现的遍历的操作

//系
public class Department {

	private String name;
	private String desc;
	public Department(String name, String desc) {
		super();
		this.name = name;
		this.desc = desc;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public String getDesc() {
		return desc;
	}
	public void setDesc(String desc) {
		this.desc = desc;
	}
	
	
}

在是我们迭代器的实现类

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {

	//这里我们需要Department 是以怎样的方式存放=>数组
	Department[] departments;
	int position = 0; //遍历的位置
	
	
	
	
	public ComputerCollegeIterator(Department[] departments) {
		this.departments = departments;
	}

	//判断是否还有下一个元素
	@Override
	public boolean hasNext() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(position >= departments.length || departments[position] == null) {
			return false;
		}else {
		
			return true;
		}
	}

	@Override
	public Object next() {
		// TODO Auto-generated method stub
		Department department = departments[position];
		position += 1;
		return department;
	}
	
	//删除的方法,默认空实现
	public void remove() {
		
	}

}

我们系的迭代器

public class InfoColleageIterator implements Iterator {

	
	List<Department> departmentList; // 信息工程学院是以List方式存放系
	int index = -1;//索引
	

	public InfoColleageIterator(List<Department> departmentList) {
		this.departmentList = departmentList;
	}

	//判断list中还有没有下一个元素
	@Override
	public boolean hasNext() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(index >= departmentList.size() - 1) {
			return false;
		} else {
			index += 1;
			return true;
		}
	}

	@Override
	public Object next() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return departmentList.get(index);
	}
	
	//空实现remove
	public void remove() {
		
	}

}

迭代器完成之后我们在是学院的接口

public interface College {
	
	public String getName();
	
	//增加系的方法
	public void addDepartment(String name, String desc);
	
	//返回一个迭代器,遍历
	public Iterator  createIterator();
}

具体的学院类,来继承接口

public class ComputerCollege implements College {

	Department[] departments;
	int numOfDepartment = 0 ;// 保存当前数组的对象个数
	
	
	public ComputerCollege() {
		departments = new Department[5];
		addDepartment("Java专业", " Java专业 ");
		addDepartment("PHP专业", " PHP专业 ");
		addDepartment("大数据专业", " 大数据专业 ");
		
	}
	
	
	@Override
	public String getName() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "计算机学院";
	}

	@Override
	public void addDepartment(String name, String desc) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Department department = new Department(name, desc);
		departments[numOfDepartment] = department;
		numOfDepartment += 1;
	}

	@Override
	public Iterator createIterator() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new ComputerCollegeIterator(departments);
	}

}


public class InfoCollege implements College {

	List<Department> departmentList;
	
	
	public InfoCollege() {
		departmentList = new ArrayList<Department>();
		addDepartment("信息安全专业", " 信息安全专业 ");
		addDepartment("网络安全专业", " 网络安全专业 ");
		addDepartment("服务器安全专业", " 服务器安全专业 ");
	}
	
	@Override
	public String getName() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "信息工程学院";
	}

	@Override
	public void addDepartment(String name, String desc) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Department department = new Department(name, desc);
		departmentList.add(department);
	}

	@Override
	public Iterator createIterator() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new InfoColleageIterator(departmentList);
	}

}

在是我们的输出类

public class OutPutImpl {
	
	//学院集合
	List<College> collegeList;

	public OutPutImpl(List<College> collegeList) {
		
		this.collegeList = collegeList;
	}
	//遍历所有学院,然后调用printDepartment 输出各个学院的系
	public void printCollege() {
		
		//从collegeList 取出所有学院, Java 中的 List 已经实现Iterator
		Iterator<College> iterator = collegeList.iterator();
		
		while(iterator.hasNext()) {
			//取出一个学院
			College college = iterator.next();
			System.out.println("=== "+college.getName() +"=====" );
			printDepartment(college.createIterator()); //得到对应迭代器
		}
	}
	
	
	//输出 学院输出 系
	
	public void printDepartment(Iterator iterator) {
		while(iterator.hasNext()) {
			Department d = (Department)iterator.next();
			System.out.println(d.getName());
		}
	}
	
} 

在是我们去调用它

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		//创建学院
		List<College> collegeList = new ArrayList<College>();
		
		ComputerCollege computerCollege = new ComputerCollege();
		InfoCollege infoCollege = new InfoCollege();
		
		collegeList.add(computerCollege);
		//collegeList.add(infoCollege);
		
		OutPutImpl outPutImpl = new OutPutImpl(collegeList);
		outPutImpl.printCollege();
	}

}

优点

提供一个统一的方法遍历对象,客户不用再考虑聚合的类型,使用一种方法就可以 遍历对象了。

隐藏了聚合的内部结构,客户端要遍历聚合的时候只能取到迭代器,而不会知道聚 合的具体组成。

提供了一种设计思想,就是一个类应该只有一个引起变化的原因(叫做单一责任 原则)。在聚合类中,我们把迭代器分开,就是要把管理对象集合和遍历对象集合的责任分开,这样一来集合改变的话,只影响到聚合对象。而如果遍历方式改变 的话,只影响到了迭代器。

当要展示一组相似对象,或者遍历一组相同对象时使用, 适合使用迭代器模式

缺点

每个聚合对象都要一个迭代器,会生成多个迭代器不好管理类