Java設計模式(二) 之 迭代器模式

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源碼均以JDK1.8作為參考

1.定義：
Iterator提供一種方法訪問一個容器物件中各個元素，而又不需要暴露對象的內部細節。

2.解析：
通用類圖：

類圖解析：
2.1.Iterator抽象迭代器
抽象迭代器負責定義通用的介面約定，基本都是基於JDK中Iterator介面的定義，源碼如下：

public interface Iterator<E> {    boolean hasNext();    E next();    default void remove() {        throw new UnsupportedOperationException("remove");    }    /*     * @since 1.8     */    default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {        Objects.requireNonNull(action);        while (hasNext())            action.accept(next());    }}

基本的Iterator都會有hasNext()、next()兩個方法定義的約束，remove()方法提供了在遍曆時刪除容器內部元素，在JDK1.8中加入了default方法forEachRemaining(Consumer action),使得在遍曆時，可以指定一個action進行遍曆。
2.2.Concrete Iterator具體迭代器
Concrete Iterator實現了Iterator介面，並實現了其內部的方法定義，完成具體的迭代，此時的Iterator可以用兩種方式實現。
一種是ConcreteIterator持有具體容器集合的引用，迭代時遍曆集合的元素，常規的Iterator都是按照此種方式實現的。
一種是ConcreteIterator作為容器集合的內部類使用，由於內部類的特殊性，可以隨時獲得外部類的具體實現，完成迭代操作，但是此種實現的Iterator具有依賴性，不可重複使用。
2.3.Aggregate抽象容器
Aggregate抽象容器在Iterator模式中是一個可有可無的存在，定義了容器的一些上層操作，目的是針對多個容器之間關聯性的處理。
2.4.Concrete Aggregate具體容器
具體容器的實現，需要定義其內部結構等，例如ArrayList依賴數組完成元素的存取、HashMap依賴數組、鏈表完成元素的存取等。

3.具體應用：
上面介紹的是Iterator設計模式的通用方式，接下來根據其通用定義完成一個簡單的樣本，通過Iterator模式進行遍曆。
3.1.Iterator抽象迭代器
此迭代器約定使用java.util.Iterator的定義。
3.2.Concrete Iterator具體迭代器

public class ConcreteIterator implements Iterator {    private Vector vector = new Vector();    // .. 定義當前遊標    public int cursor = 0;    @SuppressWarnings("unchecked")    public ConcreteIterator(Vector _vector){        this.vector = _vector;    }    // .. 判斷是否到達尾部    public boolean hasNext() {        if(this.cursor == this.vector.size()){            return false;        }else{            return true;        }    }    // .. 返回下一個元素    public Object next() {        Object result = null;        if(this.hasNext()){            result = this.vector.get(this.cursor++);        }else{            result = null;        }        return result;    }    // .. 刪除當前元素    public boolean remove() {        this.vector.remove(this.cursor);        return true;    }}       

3.3.Aggregate抽象容器

public interface Aggregate {    // .. 是容器必然有元素的增加    public void add(Object object);    // .. 減少元素    public void remove(Object object);    // .. 由迭代器來遍曆所有的元素    public Iterator iterator();}

3.4.Concrete Aggregate具體容器

public class ConcreteAggregate implements Aggregate {    // .. 容納對象的容器    private Vector vector = new Vector();    // .. 增加一個元素    public void add(Object object) {        this.vector.add(object);    }    // .. 返回迭代器對象    public Iterator iterator() {        return new ConcreteIterator(this.vector);    }    // .. 刪除一個元素    public void remove(Object object) {        this.remove(object);    }}

樣本中ConcreteAggregate具體容器內部使用Vector作為結構實現，可以使用如下代碼：

public class Test{    public static void main(String[] args){        ConcreteAggregate ca = new ConcreteAggregate();        Iterator it = ca.iterator();        while(it.hashNext()){            it.next();        }    }}

4.forEachRemaining應用：
forEachRemaining是在JDK1.8中加入的介面的default方法，體現了JDK1.8中函數式編程思想
4.1.首先實現Consumer介面

class Action implements Consumer{    @Override    public void accept(Object o) {        // .. 自己需要處理的事情    }}

4.2.使用Iterator執行個體進行迭代

ConcreteAggregate ca = new ConcreteAggregate();Iterator it = ca.iterator();it.forEachRemaining(new Action());

註：以上是JDK1.8提供的函數式的處理方式，在低版本的JDK中是無法完成此類操作的。
5.注意：
1.儘管Iterator模式是一個很普遍的模式，但是一般的容器都已經提供了其具體實現，除非自己進行定義和實現容器，否則Iterator是沒有必要的，另外需要注意的是在很多JDK容器的實現中，
對於實現了Iterator介面的容器類，有一些實現只是附加功能，像基於簡單數組實現的容器類ArrayList、Vector等，其迭代器速度要比for迴圈的速度慢，而對於一些基於鏈表實現的容器類
LinkedList等，其迭代器的速度要比for迴圈的速度要快，所以在應用時，需要分情況進行具體考慮。
2.對於JDK1.7中新加入的for( ： )快速迭代，正式基於Iterator的，只有實現了Iterator介面，並具有相應迭代器的集合容器，才可以使用其進行處理。
3.使用Iterator設計模式的最大理由是因為利用Iterator可以跟實現分開，單獨進行遞增。
4.過度依賴具體類反會提高類與類的耦合度，增加零組件複用的困難。為了降低耦合度，讓類作為零件再利用，必須引進抽象類別和介面的概念。

註：本人是參照《設計模式之禪》和《設計模式》兩本書學習所得，其中加入了自己對於Iterator設計模式的理解，以及對於JDK中源碼的理解。

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