Java设计模式篇（七）--迭代器模式详解

迭代器模式，就是设计模式中的Iterator模式。Iterate，英文原意是重复，就是重复做某件事情。所以，迭代器的作用就是从头到尾的重复遍历动作，得到数据集合中的一个又一个元素。因此，迭代器模式中肯定会具备两个元素：迭代器和集合。

其实，在我们熟悉的java语言、C语言中，已经把迭代器模式设计在语言中了。我们可以看下Java语言中的迭代器Iterator：

 

 一、迭代器模式概述

我们可以先思考下，如果让我们自己去设计迭代器，你会怎么做？从上面的描述我们可以看到，迭代器的作用是遍历元素，既然是遍历，那就需要用到循环，循环总得有个判断停止条件吧，如果没有元素我们还去遍历什么？因此，我想到的第一个应该具备的方法是判断是否有下一个元素。那当我们判断还有其他元素时，需要干什么，当然是取元素了，那我们需要的第二个方法是获取元素的方法。因此任何迭代器中，这两方法都是必备的，如上图，在Java语言中的迭代器中就存在这两方法：hasNext()和next()。

 

既然是设计模式，当然有一定的模板供我们参考，我们看下给定的迭代器设计模式类图：

迭代器模式中各角色的作用：

1、Iterator接口类：定义了按顺序逐个遍历元素的方法，包含了两基本方法：hasNext()和next()，跟我们分析的一致。

2、ConcreteIterator类：根据关系类图，它实现了Iterator接口类，那当然需要具体实现那两方法，遍历离不开索引下标index，因此会包含此字段。另外，它包含了ConcreteAggregate类的对象--也就是具体的集合对象。

3、Aggregate接口类：定义创建Iterator的方法--iterator().

4、ConcreteAggregate类：根据关系类图，它实现了Aggregate接口类，那么它就会创建具体的迭代器。

 

二、迭代器设计模式举例

根据上述的迭代器设计模式类图，下面我们举一例说明。

假设，我们现在有一个书架，书架上放的是书，我们现在要遍历书架上的书。我们自己设计一个迭代器去实现。我们大致的类图结构是这样的：

 

1、首先需要定义书实体，因为在书架上我们放置的是书。

package com.zhaodf.pattern.iteratorPattern;

public class Book {
    private String bookName;

    public String getBookName() {
        return bookName;
    }

    public void setBookName(String bookName) {
        this.bookName = bookName;
    }
}

 

 2、定义迭代器接口类

package com.zhaodf.pattern.iteratorPattern;

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

 

3、定义聚合接口类

 

package com.zhaodf.pattern.iteratorPattern;

public interface Aggregate {
    Iterator iterator();
}

 

 

4、定义具体的集合类

 

package com.zhaodf.pattern.iteratorPattern;

public class BookSelf implements Aggregate {
    //书架上放的是书的集合
    private Book[] books;
    //目的有二：1.当前位置用来放书 2.++后可用来表示书架上有几本书（集合的下标从0开始）
    private int last = 0;

    //定义构造函数
    public BookSelf(int maxSize){
        this.books = new Book[maxSize];
    }
    //获取某位置的书
    public Book getBookAt(int index){
        return books[index];
    }
    //添加书,每添加一本书,位置向后移一位
    public void appendBook(Book book){
        books[last] = book;
        last ++;
    }
    //书架上书的本数
    public int getLength(){
        return last;
    }

    //实现创造迭代器的iterator方法
    public Iterator iterator() {
        return new BookSelfIterator(this);
    }
}

 

 

5、定义具体的迭代器类

 

package com.zhaodf.pattern.iteratorPattern;

public class BookSelfIterator implements Iterator {
    //在迭代器实现类中组合了书集合类,用于遍历
    private BookSelf bookSelf;
    //迭代器中用于判断执元素位置指向的下标
    private int index;

    public BookSelfIterator(BookSelf bookSelf){
        this.bookSelf = bookSelf;
        this.index = 0;
    }
    public boolean hasNext() {
        if(index<bookSelf.getLength()){
            return true;
        }
        return false;
    }

    public Object next() {
        Book book = bookSelf.getBookAt(index);
        index++;
        return book;
    }
}

6、测试类

package com.zhaodf.pattern.iteratorPattern;

public class TestIteratorPattern {
    public static void main(String[] args){
        //定义书架可放书的本数
        BookSelf bookSelf = new BookSelf(4);
        bookSelf.appendBook(new Book("Spring深度源码解析"));
        bookSelf.appendBook(new Book("高并发多线程程序设计"));
        bookSelf.appendBook(new Book("高高效人士的7个习惯"));
        bookSelf.appendBook(new Book("分布式理论"));
        Iterator it = bookSelf.iterator();
        while(it.hasNext()){
            Book book = (Book)it.next();
            System.out.println(book.getBookName());
        }

    }
}

 
 

 

三、迭代器模式的思考

我们为什么要使用迭代器模式去迭代遍历数据集合，而不直接使用for循环遍历呢？一个重要的理由是，使用Iterator可以将数据集合的遍历过程与实现分离。我们在使用下面代码获取数据集合元素时，没有使用到BookSelf类，换句话说，我们的遍历过程并不依赖于具体的集合数据对象实现，而只使用到了迭代器Iterator的hasNext和next方法。

 

while(it.hasNext()){
            Book book = (Book)it.next();
            System.out.println(book.getBookName());
        }

 当具体的数据集合对象BookSelf发生变化时，只要能正确得到迭代器Iterator（Iterator it = bookSelf.iterator();），我们根本就不需要修改其他代码。设计模式的作用是什么？就是提高类的可复用性，当一个组件类发生变化时，其他组件类不需要改动或者改动可以忽略，这才是我们使用设计模式的目的。

另外一个重要的思想是：我们不要总想着使用具体的实现类来编程，要优先使用抽象类接口来编程。

 

 

 四、注意事项

我们很可能对next的含义有理解偏差，有人会问，next方法的返回值到底是指向当前元素还是下一个元素呢？其实它真正的含义是：returnCurrentElementAndAdvanceToNextPosition，即返回当前元素，并且指向下一个元素的位置。