设计模式（22）：迭代器模式ITERATOR

迭代器模式

迭代器模式(Iterator)又可以称为游标(Cursor)。

意图

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。

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使用场景

迭代器模式可用来：

• 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
• 支持对聚合对象的多种遍历。
• 为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口(即, 支持多态迭代)。

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结构

迭代器模式结构如下

• Iterator（迭代器）
  
  – 迭代器定义访问和遍历元素的接口。

• ConcreteIterator（具体迭代器）
  
  – 具体迭代器实现迭代器接口。
  
  – 对该聚合遍历时跟踪当前位置。

• Aggregate（聚合）
  
  – 聚合定义创建相应迭代器对象的接口。

• ConcreteAggregate（具体聚合）
  
  – 具体聚合实现创建相应迭代器的接口，该操作返回ConcreteIterator的一个适当的实例。

协作

ConcreteIterator跟踪聚合中的当前对象，并能够计算出待遍历的后继对象。

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效果

迭代器模式有三个重要的作用：

1. 它支持以不同的方式遍历一个聚合复杂的聚合可用多种方式进行遍历。
   
   迭代器模式使得改变遍历算法变得很容易: 仅需用一个不同的迭代器的实例代替原先的实例即可。你也可以自己定义迭代器的子类以支持新的遍历。

2. 迭代器简化了聚合的接口
   
   有了迭代器的遍历接口，聚合本身就不再需要类似的遍历接口了。这样就简化了聚合的接口。

3. 在同一个聚合上可以有多个遍历
   
   每个迭代器保持它自己的遍历状态。因此你可以同时进行多个遍历。

迭代器模式实现(Implement)

案例

用迭代器模式创建一个管理书名的列表。

代码实现

聚合接口

public interface Aggregate {
    Iterator getIterator();
}

迭代器接口

public interface Iterator {
    boolean hasNext();

    Object next();
}

ConcreteAggregate类，图书列表，ConcreteIterator是列表的内部类

public class BookList implements Aggregate {
    private String books[] = {"Java Core", "Thinking in Java", "Spring in Action", "Spring Boot in Action"};

    @Override
    public Iterator getIterator() {
        return new BookNameIterator();
    }

    private class BookNameIterator implements Iterator {
        private int index;

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return index < books.length;
        }

        @Override
        public Object next() {
            if (this.hasNext()) {
                return books[index++];
            }
            return null;
        }
    }
}

使用迭代器来遍历元素

public class IteratorDemoTest {
    @Test
    public void bookListTest() {
        BookList bookList = new BookList();
        Iterator iterator = bookList.getIterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String bookName = (String) iterator.next();
            System.out.println("BookName : " + bookName);
        }
    }
}

总结

Java语言JDK源码中的集合大量用到了迭代器模式。以ArrayList为例，ArrayList实现了List接口,List接口继承Collection接口,Collection接口又继承了Iterable接口，Iterable接口中声明了iterator方法，返回一个Iterator类型；而在ArrayList类中,iterator方法返回一个实现Iterator接口的内部类Itr对象，在Itr中实现了Iterator声明的方法，这里就是一个迭代器模式的实例。

参考代码