設計模式之迭代器（iterator）模式
需求： 假設，有一個教室類，里面包含了一堆學生，現(xiàn)在要遍歷教室里的學生娘摔，怎么操作？
1.1 不使用迭代器模式的方式
public class WithoutIteratorPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("小李");
Student student2 = new Student("小吳");
Student[] students = new Student[2];
students[0] = student1;
students[1] = student2;
Classroom classroom = new Classroom();
classroom.setStudents(students);
Student[] studentsResults = classroom.getStudents();
for (Student student : studentsResults) {
System.out.println(student);
}
}
/**
* 學生類
*/
public static class Student{
public String name;
public Student(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
/**
* 教室類
*/
public static class Classroom {
private Student[] students;
public Student[] getStudents() {
return students;
}
public void setStudents(Student[] students) {
this.students = students;
}
}
}
1.2 不使用迭代器模式的方式 -- 集合中數(shù)據格式變了
public class WithoutIteratorPatternDemo2 {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("小李");
Student student2 = new Student("小吳");
Map<String, Student> students = new HashMap<String, Student>();
students.put(student1.getName(), student1);
students.put(student2.getName(), student2);
Classroom classroom = new Classroom();
classroom.setStudents(students);
Map<String, Student> studentsResults = classroom.getStudents();
for (Student studentsResult : studentsResults.values()) {
System.out.println(studentsResult);
}
}
/**
* 學生類
*/
public static class Student{
public String name;
public Student(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
/**
* 教室類 -- 格式發(fā)生改變
*/
public static class Classroom {
private Map<String, Student> students;
public void setStudents(Map<String, Student> students) {
this.students = students;
}
public Map<String, Student> getStudents() {
return students;
}
}
}
不使用設計模式的缺點：
如果不使用任何設計模式唤反，直接去遍歷一個類中的集合凳寺，一旦這個類中對集合的使用改變了，比如上面的例子： 從數(shù)組 --> map彤侍，或者其他的改變肠缨，那么迭代的代碼，就需要發(fā)生改動盏阶。
如果代碼和邏輯比較復雜晒奕，集合類的實現(xiàn)和遍歷代碼的實現(xiàn)由不同的人開發(fā)或不同的模塊使用，就會有比較大的影響，可維護性和可擴展性比較差脑慧。
1.3 使用迭代器模式實現(xiàn)
package com.lucky.pattern.iterator;
/**
* @author: LIJY
* @Description: iterator (迭代器)模式 -- 用迭代器模式實現(xiàn)
* @Date: 2021/10/1 17:03
*/
public class IteratorDesignPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("小李");
Student student2 = new Student("小吳");
Classroom classroom = new Classroom(2);
classroom.addStudent(student1);
classroom.addStudent(student2);
Iterator iterator = classroom.iterator();
while (iterator.hasNext()){
Student student = (Student) iterator.next();
System.out.println(student);
}
}
/**
* 定義一個迭代器
*/
public interface Iterator {
public abstract boolean hasNext();
public abstract Object next();
}
/**
* 定義一個集合類
*/
public interface Aggregate {
public abstract Iterator iterator();
}
/**
* 學生類
*/
public static class Student{
public String name;
public Student(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
/**
* 教室類
*/
public static class Classroom implements Aggregate {
private Student[] students;
// last 相當于數(shù)組的長度
private int last = 0;
public Classroom(int size) {
this.students = new Student[size];
}
public Student getStudent(int index) {
return students[index];
}
public void addStudent(Student student) {
this.students[last] = student;
last ++;
}
public int getLength() {
return last;
}
/**
* 返回一個教室迭代器魄眉，其中封裝了教室自己，讓迭代器可以獲取教室中的數(shù)據闷袒。
* @return
*/
public Iterator iterator() {
return new ClassroomIterator(this);
}
}
/**
* 教室迭代器
*/
public static class ClassroomIterator implements Iterator {
private Classroom classroom;
private int index;
public ClassroomIterator(Classroom classroom) {
this.classroom = classroom;
this.index = 0;
}
/**
* 判斷數(shù)組是否還有下一個元素
* 假設此時 index = 0坑律，classroom 的 length = 2， 那么還有下一個元素霜运，數(shù)組沒有遍歷完脾歇。
* 假設此時 index = 2蒋腮，classroom 的 length = 2淘捡， 那么就沒有下一個元素。 classroom 可以遍歷的數(shù)組的 offest 只能是 0 和 1
* @return
*/
public boolean hasNext() {
if(index < classroom.getLength()) {
return true;
} else {
return false;
}
}
/**
* 獲取數(shù)組集合當前的元素池摧。
* 從數(shù)組中獲取當前這個學生焦除，同時將 index 往后移動一位
* 比如 一開始 index 是0，數(shù)組長度是 2
* 此時遍歷獲取第一個學生之后作彤，返回數(shù)組的 0 元素膘魄，然后將 index 變成 1。
* @return
*/
public Object next() {
Student student = classroom.getStudent(index);
index++;
return student;
}
}
}
1.4 使用迭代器模式實現(xiàn) -- 集合中數(shù)據變成 List
package com.lucky.pattern.iterator;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @author: LIJY
* @Description: iterator (迭代器)模式 -- 用迭代器模式實現(xiàn)
* @Date: 2021/10/1 17:03
*/
public class IteratorDesignPatternDemo2 {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("小李");
Student student2 = new Student("小吳");
Classroom classroom = new Classroom(2);
classroom.addStudent(student1);
classroom.addStudent(student2);
Iterator iterator = classroom.iterator();
while (iterator.hasNext()){
Student student = (Student) iterator.next();
System.out.println(student);
}
}
/**
* 定義一個迭代器
*/
public interface Iterator {
public abstract boolean hasNext();
public abstract Object next();
}
/**
* 定義一個集合類
*/
public interface Aggregate {
public abstract Iterator iterator();
}
/**
* 學生類
*/
public static class Student{
public String name;
public Student(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
/**
* 教室類
*/
public static class Classroom implements Aggregate {
// private Student[] students;
private List<Student> students;
/**
* last 相當于數(shù)組的長度
*/
private int last = 0;
public Classroom(int size) {
// this.students = new Student[size];
this.students = new ArrayList<Student>(2);
}
public Student getStudent(int index) {
// return students[index];
return students.get(index);
}
public void addStudent(Student student) {
// this.students[last] = student;
this.students.add(student);
last ++;
}
public int getLength() {
return last;
}
/**
* 返回一個教室迭代器竭讳，其中封裝了教室自己创葡，讓迭代器可以獲取教室中的數(shù)據。
* @return
*/
public Iterator iterator() {
return new ClassroomIterator(this);
}
}
/**
* 教室迭代器
*/
public static class ClassroomIterator implements Iterator {
private Classroom classroom;
private int index;
public ClassroomIterator(Classroom classroom) {
this.classroom = classroom;
this.index = 0;
}
/**
* 判斷數(shù)組是否還有下一個元素
* 假設此時 index = 0绢慢，classroom 的 length = 2灿渴， 那么還有下一個元素，數(shù)組沒有遍歷完胰舆。
* 假設此時 index = 2骚露，classroom 的 length = 2， 那么就沒有下一個元素缚窿。 classroom 可以遍歷的數(shù)組的 offest 只能是 0 和 1
* @return
*/
public boolean hasNext() {
if(index < classroom.getLength()) {
return true;
} else {
return false;
}
}
/**
* 獲取數(shù)組集合當前的元素棘幸。
* 從數(shù)組中獲取當前這個學生，同時將 index 往后移動一位
* 比如 一開始 index 是0倦零，數(shù)組長度是 2
* 此時遍歷獲取第一個學生之后误续，返回數(shù)組的 0 元素，然后將 index 變成 1扫茅。
* @return
*/
public Object next() {
Student student = classroom.getStudent(index);
index++;
return student;
}
}
}
1.5 使用 JDK 封裝好的 Iterator
package com.lucky.pattern.iterator;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @author: LIJY
* @Description: iterator (迭代器)模式 -- 用迭代器模式實現(xiàn)
* @Date: 2021/10/1 17:03
*/
public class IteratorDesignPatternDemo2 {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("小李");
Student student2 = new Student("小吳");
Classroom classroom = new Classroom(2);
classroom.addStudent(student1);
classroom.addStudent(student2);
// Iterator iterator = classroom.iterator();
java.util.Iterator iterator = classroom.iterator();
while (iterator.hasNext()){
Student student = (Student) iterator.next();
System.out.println(student);
}
}
/**
* 定義一個迭代器
*/
public interface Iterator {
public abstract boolean hasNext();
public abstract Object next();
}
/**
* 定義一個集合類
*/
public interface Aggregate {
// public abstract Iterator iterator();
public abstract java.util.Iterator iterator();
}
/**
* 學生類
*/
public static class Student{
public String name;
public Student(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
/**
* 教室類
*/
public static class Classroom implements Aggregate {
// private Student[] students;
private List<Student> students;
/**
* last 相當于數(shù)組的長度
*/
private int last = 0;
public Classroom(int size) {
// this.students = new Student[size];
this.students = new ArrayList<Student>(2);
}
public Student getStudent(int index) {
// return students[index];
return students.get(index);
}
public void addStudent(Student student) {
// this.students[last] = student;
this.students.add(student);
last ++;
}
public int getLength() {
return last;
}
/**
* 返回一個教室迭代器蹋嵌，其中封裝了教室自己，讓迭代器可以獲取教室中的數(shù)據诞帐。
* @return
*/
// public Iterator iterator() {
// return new ClassroomIterator(this);
// }
public java.util.Iterator iterator() {
return students.iterator();
}
}
/**
* 教室迭代器
*/
public static class ClassroomIterator implements Iterator {
private Classroom classroom;
private int index;
public ClassroomIterator(Classroom classroom) {
this.classroom = classroom;
this.index = 0;
}
/**
* 判斷數(shù)組是否還有下一個元素
* 假設此時 index = 0欣尼，classroom 的 length = 2， 那么還有下一個元素，數(shù)組沒有遍歷完愕鼓。
* 假設此時 index = 2钙态，classroom 的 length = 2， 那么就沒有下一個元素菇晃。 classroom 可以遍歷的數(shù)組的 offest 只能是 0 和 1
* @return
*/
public boolean hasNext() {
if(index < classroom.getLength()) {
return true;
} else {
return false;
}
}
/**
* 獲取數(shù)組集合當前的元素册倒。
* 從數(shù)組中獲取當前這個學生，同時將 index 往后移動一位
* 比如 一開始 index 是0磺送，數(shù)組長度是 2
* 此時遍歷獲取第一個學生之后驻子，返回數(shù)組的 0 元素，然后將 index 變成 1估灿。
* @return
*/
public Object next() {
Student student = classroom.getStudent(index);
index++;
return student;
}
}
}
總結
面向Iterator接口編程崇呵，無論底層的數(shù)據結構和迭代算法如何變化，調用者都不用修改代碼馅袁。
其實一般很少自己寫這個 iterator 模式的域慷，一般都是在集合編程中使用，尤其是如果要對集合元素遍歷過程中做插入刪除操作汗销，那就用iterator犹褒，JDK本身已經封裝好了iterator模式，如果要對某個類中的集合進行遍歷弛针，由那個集合類返回一個iterator回來叠骑，我們統(tǒng)一面向iterator迭代器接口來編程遍歷，提高系統(tǒng)整體的可維護性削茁，可擴展性宙枷。
