設計模式之迭代器模式(Iterator)

文章目錄

• 容器介面Aggregate
• 迭代器介面類Iterator
• Book.java
• 容器介面實作類別BookShelf
• 迭代器介面實作類別BookShelfIterator
• 主函數

1參考文章

參考1：http://topic.csdn.net/u/20080722/16/e7fcffc3-3d54-48f6-9d3a-2cd39073a287.html

參考2：http://www.java63.com/design_pattern/iterator_pattern.html

參考3：http://blog.csdn.net/aaaaaaaa0705/article/details/6282305

問題起源

想找一些關於迭代器next()和hasNext()方法的內容，最後都歸宗到迭代器以及設計模式中的迭代器模式。現在記錄一下，有空寫一篇學習心得。

一、什麼是迭代模式

Iterator模式也叫迭代模式，是行為模式之一，它把對容器中包含的內部對象的訪問委讓給外部類，使用Iterator按順序進行遍曆訪問的設計模式。

二、不使用迭代模式的應用

在應用Iterator模式之前，首先應該明白Iterator模式用來解決什麼問題。或者說，如果不使用Iterator模式，會存在什麼問題。

1. 由容器自己實現順序遍曆。直接在容器類裡直接添加順序遍曆方法
2. 讓調用者自己實現遍曆。直接暴露資料細節給外部。

三、不使用迭代模式的缺點

以上方法1與方法2都可以實現對遍曆，這樣有問題呢？

1. 容器類承擔了太多功能：一方面需要提供添加刪除等本身應有的功能；一方面還需要提供遍曆訪問功能。
2. 往往容器在實現遍曆的過程中，需要儲存遍曆狀態，當跟元素的添加刪除等功能夾雜在一起，很容易引起混亂和程式運行錯誤等。

四、使用迭代模式的應用

Iterator模式就是為了有效地處理按順序進行遍曆訪問的一種設計模式，簡單地說，Iterator模式提供一種有效方法，可以屏蔽聚集對象集合的容器類的實現細節，而能對容器內包含的對象元素按順序進行有效遍曆訪問。
所以，Iterator模式的應用情境可以歸納為滿足以下幾個條件：

1. 訪問容器中包含的內部對象
2.  按順序訪問

五、迭代模式的結構

六、迭代模式的角色和職責

Iterator（迭代器介面）：該介面必須定義實現迭代功能的最小定義方法集，比如提供hasNext()和next()方法。
ConcreteIterator（迭代器實作類別）： 比如BookShelfIterator，迭代器介面Iterator的實作類別。可以根據具體情況加以實現。
Aggregate（容器介面）：定義準系統以及提供類似Iterator iterator()的方法。
ConcreteAggregate（容器實作類別）： 比如BookShelf，容器介面的實作類別。必須實現Iterator iterator()方法。

七、迭代模式的優點

1. 實現功能分離，簡化容器介面。讓容器只實現本身的準系統，把迭代功能委讓給外部類實現，符合類的設計原則。
2. 隱藏容器的實現細節。
3. 為容器或其子容器提供了一個統一介面，一方面方便調用；另一方面使得調用者不必關注迭代器的實現細節。
4. 可以為容器或其子容器實現不同的迭代方法或多個迭代方法。

八、代碼執行個體容器介面Aggregate

public interface Aggregate {    
public abstract Iterator iterator();    
} 

迭代器介面類Iterator

public interface Iterator {    
public abstract boolean hasNext();    
public abstract Object next();    
}   

Book.java

public class Book {    
private String name="";

public Book(String name) {    
this.name = name;    
    }    

/**  
     * 獲得書籍名稱  
     * @return String  
*/    
public String getName() {    
return name;    
    }    
} 

容器介面實作類別BookShelf

/**  
 * 書架類  
 * ConcreateAggregate
*/    
public class BookShelf implements Aggregate{    
private Book[] books;    
private int last = 0;    

//建構函式
    public BookShelf(int maxSize) {    
this.books = new Book[maxSize];    
    }    

//尋找書籍
    public Book getBookAt(int index) {    
return books[index];    
    }    

//添加書籍    
    public void appendBook(Book book) {    
this.books[last] = book;    
        last++;    
    }    

//獲得書架存書的數量    
    public int getLength() {    
return books.length;    
    }

//獲得書架迭代器對象  
    @Override
public Iterator iterator() {    
return new BookShelfIterator(this);    
    }      
}   

迭代器介面實作類別BookShelfIterator

 //ConcreateIterator
public class BookShelfIterator implements Iterator{    
private BookShelf bookShelf;    
private int index;    

public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf) {    
this.bookShelf = bookShelf;    
this.index = 0;    
    }    

//檢查是否還有下一本書    
    public boolean hasNext() {    
if(index < bookShelf.getLength()) {    
return true;    
        }    
else {    
return false;    
        }    
    }    
//返回指定位置的書籍    
    public Object next() {    
        Book book = bookShelf.getBookAt(index);    
        index ++;    
return book;    
    }    
}

主函數

public class Main {    
public static void main(String[] args) {    
//產生一個書架    
        BookShelf bookShelf = new BookShelf(4);    
//向書架添加書籍    
        bookShelf.appendBook(new Book("周恩來的晚年歲月"));    
        bookShelf.appendBook(new Book("C++網路編程"));    
        bookShelf.appendBook(new Book("J2EE網路編程精解"));    
        bookShelf.appendBook(new Book("Java編程思想"));    

//獲得書架迭代器    
        Iterator it = bookShelf.iterator();    
while(it.hasNext()) {    
            Book book = (Book)it.next();    
            System.out.println(book.getName());    
        }    
    }    
}  

總結

總而言之，迭代器設計模式的總體思想就是“在容器實作類別中實現對實體的增刪改查操作，而在迭代器實作類別中實現遍曆操作。”