图解Java设计模式之迭代器模式
- 2020 年 4 月 1 日
- 筆記
图解Java设计模式之迭代器模式
看一个具体的需求
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 ：
传统的方式的问题分析
1）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。 2）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，不能很好实现遍历操作。
迭代器模式基本介绍
1）迭代器模式（Iterator Pattern）是常用的设计模式，属于行为型模式 2）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。 3）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。
迭代器模式的原理类图
说明 ： 1）Iterator ：迭代器接口，是系统提供，含义 hasNext、next、remove 2）ConcreteIterator ：具体的迭代器类，管理迭代。 3）Aggregate ：一个统一的聚合接口，将客户端和具体聚合解耦。 4）ConcreteAggreage ：具体的聚合持有对象集合，并提供一个方法，返回一个迭代器，该迭代器可以正确遍历集合 5）Client ：客户端，通过Iterator和Aggregate依赖子类。
迭代器模式应用实例
- 应用实例要求 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。
package com.example.demo.iterator; import java.util.Iterator; import javax.swing.text.Position; public class ComputerCollegeIterator implements Iterator{ // 这里我们需要Department 是以怎样的方式存放 private Department[] departments; // 遍历的位置 private int position = 0; public ComputerCollegeIterator(Department[] departments) { super(); this.departments = departments; } /** * 判断是否还有下一个元素 */ @Override public boolean hasNext() { // TODO Auto-generated method stub if (departments.length <= position || departments[position] == null) { return false; } return true; } @Override public Object next() { // TODO Auto-generated method stub Department department = departments[position]; position += 1; return department; } } package com.example.demo.iterator; import java.util.Iterator; import java.util.List; public class InfoColleageIterator implements Iterator{ /** * 信息工程学院是以list方式存放系 */ private List<Department> departmentList; /** * 索引 */ private int index = -1; public InfoColleageIterator(List<Department> departmentList) { super(); 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; } index += 1; return true; } @Override public Object next() { // TODO Auto-generated method stub return departmentList.get(index); } /** * remove空实现 */ public void remove() { } } package com.example.demo.iterator; /** * 系 * @author zhaozhaohai * */ 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; } } package com.example.demo.iterator; import java.util.Iterator; public interface College { public String getName(); /** * 增加系的方法 * @param name * @param desc */ public void addDepartment(String name, String desc); /** * 返回一个迭代器，遍历 * @return */ public Iterator createIterator(); } package com.example.demo.iterator; import java.util.Iterator; public class ComputerCollege implements College{ private Department[] departments; // 保持当前数组的对象个数 private int numOfDepartment = 0; public ComputerCollege() { departments = new Department[5]; addDepartment("java", "java"); addDepartment("前端", "前端"); addDepartment("大数据", "大数据"); } @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); } } package com.example.demo.iterator; import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.List; public class InfoCollege implements College{ private 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("工程安全专业", "工程安全专业"); } @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); } } package com.example.demo.iterator; import java.util.Iterator; import java.util.List; public class OutPutImpl { // 学院集合 private List<College> colleges; public OutPutImpl(List<College> colleges) { super(); this.colleges = colleges; } /** * 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 iterator = colleges.iterator(); while (iterator.hasNext()) { // 取出一个学院 College college = (College) iterator.next(); System.out.println("====" + college.getName() + "===="); printDepartment(college.createIterator()); } } /** * 输出学院里的系 * @param iterator */ public void printDepartment(Iterator iterator) { while (iterator.hasNext()) { Department department = (Department)iterator.next(); System.out.println(department.getName()); } } } package com.example.demo.iterator; import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class Client { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub // 创建学院 List<College> colleges = new ArrayList<College>(); ComputerCollege college = new ComputerCollege(); InfoCollege infoCollege = new InfoCollege(); colleges.add(college); //colleges.add(infoCollege); OutPutImpl outPutImpl = new OutPutImpl(colleges); outPutImpl.printCollege(); } }
迭代器模式在JDK – ArrayList 集合应用的源码分析
对类图的角色分析和说明 ： 1）内部类Itr 充当具体实现迭代器 Iterator 的类，作为ArrayList 内部类 2）Lits 就是充当类聚合接口，含有一个Iterator() 方法，返回一个迭代器对象 3）ArrayList 是实现聚合接口 List 的子类，实现类iterator() 4）Iterator 接口系统提供 5）迭代器模式解决了，不同集合（ArrayList，LinkedList）统一遍历问题
迭代器模式的注意事项和细节
优点 ： 1）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。 2）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。 3）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（叫做单一职责原则）。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。 4）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 ： 1）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。
