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设计模式之迭代器模式

2024-08-06 07:46:02   218人阅读

　　迭代这个名词对于熟悉 Java 的人来说绝对不陌生。我们常常使用JDK 提供的迭代接口进行java collection 的遍历：

1 Iterator it = list.iterator();2     while(it.hasNext()){3     //using “it.next();”do some businesss logic4 }

　　而这就是关于迭代器模式应用很好的例子。

　　GOF 给出迭代器模式定义为：提供一种方法访问一个容器（container）对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。

　　从定义可见，迭代器模式是为容器而生。很明显，对容器对象的访问必然涉及到遍历算法。你可以一股脑的将遍历方法塞到容器对象中去；或者根本不去提供什么遍历算法，让使用容器的人自己去实现去吧。这两种情况好像都能够解决问题。
然而在前一种情况，容器承受了过多的功能，它不仅要负责自己“容器”内的元素维护（添加、删除等等），而且还要提供遍历自身的接口；而且由于遍历状态保存的问题，不能对同一个容器对象同时进行多个遍历。第二种方式倒是省事，却又将容器的内部细节暴露无遗。

迭代器模式的出现，很好的解决了上面两种情况的弊端。先来看下迭代器模式的结构类图：

　　1) 迭代器角色（Iterator）：迭代器角色负责定义访问和遍历元素的接口。
　　2) 具体迭代器角色（Concrete Iterator）：具体迭代器角色要实现迭代器接口，并要记录遍历中的当前位置。
　　3) 容器角色（Container）：容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。
　　4) 具体容器角色（Concrete Container）：具体容器角色实现创建具体迭代器角色的接口——这个具体迭代器角色于该容器的结构相关。

Talk is cheap， show you the code：

迭代器角色，仅仅定义了遍历接口

1 public interface Iterator {2     boolean hasNext();3     Object next();4     void remove();5 }
//容器角色，这里以List 为例。它也仅仅是一个接口，就不罗列出来了
//具体容器角色，便是实现了List 接口的ArrayList 等类。为了突出重点这里指罗列和
迭代器相关的内容
//具体迭代器角色，它是以内部类的形式出来的。AbstractList 是为了将各个具体容器
角色的公共部分提取出来而存在的。
 1 public abstract class AbstractList extends AbstractCollection implements List { 2 …… 3     //这个便是负责创建具体迭代器角色的工厂方法 4     public Iterator iterator() { 5         return new Itr(); 6     } 7     //作为内部类的具体迭代器角色 8     private class Itr implements Iterator { 9         int cursor = 0;10         int lastRet = -1;11         int expectedModCount = modCount;12         public boolean hasNext() {13             return cursor != size();14         }15         public Object next() {16             checkForComodification();17             try {18                 Object next = get(cursor);19                 lastRet = cursor++;20                 return next;21             } catch(IndexOutOfBoundsException e) {22                 checkForComodification();23                 throw new NoSuchElementException();24             }25         }26         public void remove() {27             if (lastRet == -1)28                 throw new IllegalStateException();29             checkForComodification();30             try {31                 AbstractList.this.remove(lastRet);32                 if (lastRet < cursor)33                     cursor--;34                 lastRet = -1;35                 expectedModCount = modCount;36             } catch(IndexOutOfBoundsException e) {37                 throw new ConcurrentModificationException();38             }39         }40         final void checkForComodification() {41             if (modCount != expectedModCount)42                 throw new ConcurrentModificationException();43             }44         }45     }46 }

至于迭代器模式的使用。正如引言中所列那样，客户程序要先得到具体容器角色，然后再通过具体容器角色得到具体迭代器角色。这样便可以使用具体迭代器角色来遍历容器了。

由上面的讲述，我们可以看出迭代器模式给容器的应用带来以下好处：
　　1) 支持以不同的方式遍历一个容器角色。根据实现方式的不同，效果上会有差别。
　　2) 简化了容器的接口。但是在java Collection 中为了提高可扩展性，容器还是提供了遍历的接口。
　　3) 对同一个容器对象，可以同时进行多个遍历。因为遍历状态是保存在每一个迭代器对象中的。
由此也能得出迭代器模式的适用范围：
　　1) 访问一个容器对象的内容而无需暴露它的内部表示。
　　2) 支持对容器对象的多种遍历。
　　3) 为遍历不同的容器结构提供一个统一的接口（多态迭代）。

设计模式之迭代器模式


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