迭代器模式

1.模式动机与定义

模式动机

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(lterator)
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 <——> 迭代器模式

• 在迭代器模式中，提供一个外部的迭代器来对聚合对象进行访问和遍历，迭代器定义了一个访问该聚合元素的接口，并且可以跟踪当前遍历的元素，了解哪些元素已经遍历过而哪些没有。
• 有了迭代器模式，我们会发现对一个复杂的聚合对象的操作会变得如此简单。

模式定义

• 迭代器模式(lterator 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。
• 其别名为游标(Cursor)
• 迭代器模式是一种对象行为型模式

2.模式结构与分析

模式结构

迭代器模式包含如下角色

• lterator: 抽象迭代器：定义了访问和遍历元素的接口。一般声明：用于获取第一个元素的first，用于访问下一个元素的next，用于判断是否还有下一个元素的hasNext，用于获取当前元素currentItem，在其子类中将实现这类方法。
• Concretelterator: 具体迭代器：实现了抽象迭代器接口，完成对聚合对象的遍历，同时在对聚合进行遍历时跟踪其当前位置。
• Aggregate:抽象聚合类：用于存储对象，并定义创建相应迭代器对象的接口。声明一个createIterator方法用于创建一个迭代器对象。
• ConcreteAggregate:具体聚合类：实现了创建相应迭代器的接口，实现了在聚合类中声明的createIterator方法，该方法返回一个与该具体聚合对应的具体迭代器ConcreteIterator 实例。

模式分析

聚合对象的两个职责

1. 存储数据，聚合对象的基本职责
2. 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

//JDK内置迭代器  java.util.Collection
package java.util;
public interface Collection<E> extends Iterable<E>{
    boolean add(Object c);
    boolean addAll(Collection c);
    boolean remove(Object o);
    boolean removeAll(Collection c);
    boolean remainAll(Collection c);
    Iterator iterator();
}

//java.util.lterator
package java.util;
public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    E next();
    void remove();
}

//测试代码
public static void process(Collection c){
    Iteratori=c.iterator();//创建迭代器对象
    
    //通过迭代器遍历聚合对象
    while(i.hasNext()){
        System.out.println(i.next().toString());
    }
}

3.模式效果与应用

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

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

使用情况

• 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

模式扩展

在JDK中，Iterator接口具有如下3个基本方法:

1. Object next():通过反复调用next()方法可以逐个访问聚合中的元素。
2. boolean hasNext():hasNext()方法用于判断聚合对象中是否还存在下一个元素，为了不抛出异常，必须在调用next()之前先调用hasNext()。如果迭代对象仍然拥有可供访问的元素，那么hasNext()返回true。
3. void remove():用于删除上次调用next()时所返回的元素。

Iterator iterator=collection.iterator()://collection是已实例化的集合对象
iterator.next();   //跳过第一个元素
iterator.remove(); //删除第一个元素

iterator.remove();
iterator.next();//该语句不能去掉
iterator.remove();