點(diǎn)贊再看号显，養(yǎng)成習(xí)慣雷蹂，公眾號搜一搜【一角錢技術(shù)】關(guān)注更多原創(chuàng)技術(shù)文章废酷。本文 GitHub org_hejianhui/JavaStudy 已收錄朵你，有我的系列文章崭添。
前言
- 23種設(shè)計(jì)模式速記
- 單例（singleton）模式
- 工廠方法（factory method）模式
- 抽象工廠（abstract factory）模式
- 建造者/構(gòu)建器（builder）模式
- 原型（prototype）模式
- 享元（flyweight）模式
- 外觀（facade）模式
- 適配器（adapter）模式
- 裝飾（decorator）模式
- 觀察者（observer）模式
- 策略（strategy）模式
- 橋接（bridge）模式
- 模版方法（template method）模式
- 責(zé)任鏈（chain of responsibility）模式
- 組合（composite）模式
- 代理（proxy）模式
- 備忘錄（memento）模式
- 命令（command）模式
- 狀態(tài)（state）模式
- 中介者（mediator）模式
- 持續(xù)更新中......
23種設(shè)計(jì)模式快速記憶的請看上面第一篇，本篇和大家一起來學(xué)習(xí)迭代器模式相關(guān)內(nèi)容吭历。
在現(xiàn)實(shí)生活以及程序設(shè)計(jì)中堕仔，經(jīng)常要訪問一個(gè)聚合對象中的各個(gè)元素，如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”中的鏈表遍歷晌区，通常的做法是將鏈表的創(chuàng)建和遍歷都放在同一個(gè)類中摩骨，但這種方式不利于程序的擴(kuò)展通贞，如果要更換遍歷方法就必須修改程序源代碼，這違背了 “開閉原則”恼五。
既然將遍歷方法封裝在聚合類中不可取昌罩，那么聚合類中不提供遍歷方法，將遍歷方法由用戶自己實(shí)現(xiàn)是否可行呢灾馒？答案是同樣不可取峡迷，因?yàn)檫@種方式會(huì)存在兩個(gè)缺點(diǎn)：
- 暴露了聚合類的內(nèi)部表示，使其數(shù)據(jù)不安全你虹；
- 增加了客戶的負(fù)擔(dān)。
“迭代器模式”能較好地克服以上缺點(diǎn)彤避，它在客戶訪問類與聚合類之間插入一個(gè)迭代器傅物，這分離了聚合對象與其遍歷行為，對客戶也隱藏了其內(nèi)部細(xì)節(jié)琉预，且滿足“單一職責(zé)原則”和“開閉原則”董饰，如 Java 中的 Collection、List圆米、Set卒暂、Map 等都包含了迭代器。
模式定義
提供一個(gè)對象來順序訪問聚合對象中的一系列數(shù)據(jù)娄帖，而不暴露聚合對象的內(nèi)部表示也祠。迭代器模式是一種對象行為型模式。
迭代器模式是通過將聚合對象的遍歷行為分離出來近速，抽象成迭代器類來實(shí)現(xiàn)的诈嘿，其目的是在不暴露聚合對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，讓外部代碼透明地訪問聚合的內(nèi)部數(shù)據(jù)削葱。
解決的問題
不同的方式來遍歷整個(gè)整合對象奖亚。
模式組成
| 組成（角色） | 作用 |
|---|---|
| 抽象聚合（Aggregate）角色 | 定義存儲、添加析砸、刪除聚合對象以及創(chuàng)建迭代器對象的接口昔字。 |
| 具體聚合（ConcreteAggregate）角色 | 實(shí)現(xiàn)抽象聚合類，返回一個(gè)具體迭代器的實(shí)例首繁。 |
| 抽象迭代器（Iterator）角色 | 定義訪問和遍歷聚合元素的接口作郭，通常包含 hasNext()、first()蛮瞄、next() 等方法所坯。 |
| 具體迭代器（Concretelterator）角色 | 實(shí)現(xiàn)抽象迭代器接口中所定義的方法，完成對聚合對象的遍歷挂捅，記錄遍歷的當(dāng)前位置芹助。 |
使用步驟
步驟1：定義抽象迭代器角色堂湖。迭代器角色負(fù)責(zé)定義訪問和遍歷元素的接口，一般包括3個(gè)方法状土，即訪問下一個(gè)元素next()无蜂，元素是否已經(jīng)訪問到底部hasNext()，以及刪除當(dāng)前指向的元素remove()蒙谓。
interface Iterator {
Object first();
Object next();
boolean hasNext();
}
步驟2：定義具體迭代器角色斥季。
class ConcreteIterator implements Iterator {
private List<Object> list = null;
private int index = -1;
public ConcreteIterator(List<Object> list) {
this.list = list;
}
public boolean hasNext() {
if (index < list.size() - 1) {
return true;
} else {
return false;
}
}
public Object first() {
index = 0;
Object obj = list.get(index);
;
return obj;
}
public Object next() {
Object obj = null;
if (this.hasNext()) {
obj = list.get(++index);
}
return obj;
}
}
步驟3：定義抽象聚合角色。
interface Aggregate {
public void add(Object obj);
public void remove(Object obj);
public Iterator getIterator();
}
步驟4：定義具體聚合角色累驮。
class ConcreteAggregate implements Aggregate {
private List<Object> list = new ArrayList<Object>();
public void add(Object obj) {
list.add(obj);
}
public void remove(Object obj) {
list.remove(obj);
}
public Iterator getIterator() {
return (new ConcreteIterator(list));
}
}
步驟5：測試
聚合的內(nèi)容有：北京 上海 深圳
First：北京
優(yōu)點(diǎn)
- 訪問一個(gè)聚合對象的內(nèi)容而無須暴露它的內(nèi)部表示酣倾。
- 遍歷任務(wù)交由迭代器完成，這簡化了聚合類谤专。
- 它支持以不同方式遍歷一個(gè)聚合躁锡，甚至可以自定義迭代器的子類以支持新的遍歷。
- 增加新的聚合類和迭代器類都很方便置侍，無須修改原有代碼映之。
- 封裝性良好，為遍歷不同的聚合結(jié)構(gòu)提供一個(gè)統(tǒng)一的接口蜡坊。
缺點(diǎn)
增加了類的個(gè)數(shù)杠输，這在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
應(yīng)用場景
- 當(dāng)需要為聚合對象提供多種遍歷方式時(shí)秕衙。
- 當(dāng)需要為遍歷不同的聚合結(jié)構(gòu)提供一個(gè)統(tǒng)一的接口時(shí)蠢甲。
- 當(dāng)訪問一個(gè)聚合對象的內(nèi)容而無須暴露其內(nèi)部細(xì)節(jié)的表示時(shí)。
由于聚合與迭代器的關(guān)系非常密切据忘，所以大多數(shù)語言在實(shí)現(xiàn)聚合類時(shí)都提供了迭代器類峡钓，因此大數(shù)情況下使用語言中已有的聚合類的迭代器就已經(jīng)夠了。
模式的擴(kuò)展
迭代器模式常常與組合模式結(jié)合起來使用若河，在對組合模式中的容器構(gòu)件進(jìn)行訪問時(shí)能岩，經(jīng)常將迭代器潛藏在組合模式的容器構(gòu)成類中。當(dāng)然萧福，也可以構(gòu)造一個(gè)外部迭代器來對容器構(gòu)件進(jìn)行訪問拉鹃，其結(jié)構(gòu)如下：
源碼中的應(yīng)用
Java 中的容器對象有很多，基本都涉及到迭代器鲫忍，我們以 ArrayList 作為例子膏燕，剖析它是如何應(yīng)用迭代器模式的。
Java集合框架：List, Set, Map 都支持迭代
ArrayList 源碼可以發(fā)現(xiàn)：
- ArrayList 實(shí)現(xiàn)了 List 接口悟民，使用 Object 數(shù)組存儲元素坝辫；
- 在 List 接口中定義了 iterator() 以及很多對操作集合的方法；
- 在 ArrayList 中對 iterator() 進(jìn)行了重寫射亏，并返回一個(gè) Itr 對象近忙；
- Itr 是 ArrayList 的內(nèi)部類竭业，并且實(shí)現(xiàn)了 Iterator 接口。
部分源碼展示
List接口
public interface List<E> extends Collection<E> {
Iterator<E> iterator();
}
Iterator接口
public interface Iterator<E> {
boolean hasNext();
E next();
default void remove() {
throw new UnsupportedOperationException("remove");
}
}
ArrayList類和Itr類
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}
//Itr內(nèi)部類
private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; // index of next element to return
int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != size;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
checkForComodification();
int i = cursor;
if (i >= size)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i + 1;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
Objects.requireNonNull(consumer);
final int size = ArrayList.this.size;
int i = cursor;
if (i >= size) {
return;
}
final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
while (i != size && modCount == expectedModCount) {
consumer.accept((E) elementData[i++]);
}
// update once at end of iteration to reduce heap write traffic
cursor = i;
lastRet = i - 1;
checkForComodification();
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}
PS：以上代碼提交在 Github ：https://github.com/Niuh-Study/niuh-designpatterns.git
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