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迭代器模式

迭代器模式提供一个对象来顺序访问聚合对象中的一系列数据，而不暴露聚合对象的内部表示。

进一步阐述：

迭代器模式在客户访问类与聚合类之间插入一个迭代器，这分离了聚合对象与其遍历行为，对客户也隐藏了其内部细节，且满足“单一职责原则”和“开闭原则”，如 Java 中的 Collection、List、Set、Map 等都包含了迭代器。

迭代器模式主要包含四种角色：

Aggregate（抽象聚合角色）：定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
ConcreteAggregate（具体聚合角色）：实现抽象聚合类，返回一个具体迭代器的实例。
Iterator（抽象迭代器角色）：定义访问和遍历聚合元素的接口，通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
Concretelterator（具体迭代器角色）：实现抽象迭代器接口中所定义的方法，完成对聚合对象的遍历，记录遍历的当前位置。

案例：以自己写一个聚合类来存储数据为例，我们通过迭代器遍历来获取聚合类当中的数据，屏蔽了内部细节，也保证了数据的安全。其中聚合Aggregate抽象类就是抽象聚合角色，具体聚合ConcreteAggregate实现类就是具体聚合角色，迭代器Iterator接口就是抽象迭代器角色，迭代器ConcreteIterator实现类就是具体迭代器角色。

UML类图：

迭代器模式.jpg

客户端Client类：

/**
 * 使用迭代器模式的客户端类
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //创建聚合对象
        Aggregate ag = new ConcreteAggregate();
        ag.add("中山大学");
        ag.add("华南理工");
        ag.add("韶关学院");

        Iterator it = ag.getIterator();

        //获取第一个元素
        Object ob = it.first();
        System.out.println("第一个元素：" + ob);

        //删除一个元素
        ag.remove("韶关学院");

        //遍历聚合元素
        System.out.println("遍历聚合对象：");
        while (it.hasNext()) {
            Object element = it.next();
            System.out.println(element);
        }

    }
}

聚合Aggregate抽象类：

/**
 * 聚合抽象类（聚合抽象）
 */
public interface Aggregate {

    /**
     * 添加元素
     */
    void add(Object obj);

    /**
     * 删除元素
     */
    void remove(Object obj);

    /**
     * 获取迭代器
     */
    Iterator getIterator();
}

具体聚合ConcreteAggregate实现类：

/**
 * 具体聚合实现类，内部封装一个集合来作为数据的聚合（具体聚合）
 */
public class ConcreteAggregate implements Aggregate {

    //持有一个集合
    private List<Object> list = new ArrayList<>();

    public void add(Object obj) {
        list.add(obj);
    }

    public void remove(Object obj) {
        list.remove(obj);
    }

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

迭代器Iterator接口：

/**
 * 迭代器接口（抽象迭代器）
 */
public interface Iterator {

    /**
     * 获取第一个元素
     */
    Object first();

    /**
     * 获取下一个元素
     */
    Object next();

    /**
     * 判断是否有下一个元素
     */
    boolean hasNext();
}

迭代器ConcreteIterator实现类：

/**
 * 迭代器实现类（具体迭代器）
 */
public class ConcreteIterator implements Iterator {

    //需要迭代的集合
    private List<Object> list;

    //当前索引下标
    private int index = -1;

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

    public Object first() {
        return list.get(0);
    }

    public Object next() {
        Object obj = null;
        if (this.hasNext()) {
            obj = list.get(++index);
        }
        return obj;
    }

    public boolean hasNext() {
        return index < list.size() - 1;
    }
}

运行结果：

迭代器模式运行结果.png

总结：

访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。遍历任务交由迭代器完成，这简化了聚合类。
它支持以不同方式遍历一个聚合，甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历。
增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码。
封装性良好，为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。
增加了类的个数，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

典型运用场景举例：

由于聚合与迭代器的关系非常密切，所以大多数语言在实现聚合类时都提供了迭代器类，因此大数情况下使用语言中已有的聚合类的迭代器就已经够了，Java中List、Set、HashMap等都有对应的迭代器。

【Java设计模式】行为型设计模式-迭代器模式（二十）

迭代器模式

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