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迭代器（Iterator）模式

2024-10-30 01:56:02   211人阅读

转自：http://blog.csdn.net/lilu_leo/article/details/7609496

 

概述

     迭代器（Iterator）模式，又叫做游标（Cursor）模式。GOF给出的定义为：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。

在面向对象的软件设计中，我们经常会遇到一类集合对象，这类集合对象的内部结构可能有着各种各样的实现，但是归结起来，无非有两点是需要我们去关心的：一是集合内部的数据存储结构，二是遍历集合内部的数据。面向对象设计原则中有一条是类的单一职责原则，所以我们要尽可能的去分解这些职责，用不同的类去承担不同的职责。Iterator模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可让外部代码透明的访问集合内部的数据。

1.通俗的来说，就是，别人可能要用到我们的容器元素，但是我只想让他用元素，不想让他知道容器是怎么样的。也就是最基本的，访问各个元素而不暴露容器内部细节。

2.我们有可能以一种以上的方式遍历容器元素

3.同时对容器元素进行多次遍历。因为迭代器会保存当前的遍历状态，所以可以通过迭代器模式来达到这种需求。

 

意图

    提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。[GOF 《设计模式》]

结构图

    Iterator模式结构图如下：

技术分享

 

 

 

由下面四个角色：
　　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。

 

代码小例子

       迭代器(Iterator)

 

 
  1. public interface Iterator {  
  2.     String next();  
  3.     boolean haveNext();  
  4. }  


    具体迭代器角色（Concrete Iterator）

 


 

  1. public class TVChannel implements Iterator{  
  2.     private String[] tvChannel ={"cctv-1","cctv-2","cctv-3","cctv-4","cctv-5","cctv-6","cctv-7"};  
  3.     private int current = 0;  
  4.     @Override  
  5.     public String next() {  
  6.         if(haveNext()){  
  7.             return tvChannel[current++];  
  8.         }  
  9.         return null;  
  10.         // TODO Auto-generated method stub  
  11.           
  12.     }  
  13.   
  14.     @Override  
  15.     public boolean haveNext() {  
  16.         // TODO Auto-generated method stub  
  17.           
  18.         if(current<tvChannel.length){  
  19.             return true;  
  20.         }  
  21.         return false;  
  22.     }  
  23.   
  24. }  

 

 

容器角色（Container）

 


 
  1. public interface IContainer {  
  2.     Iterator createrIterator();  
  3. }  



 

具体容器角色（Concrete Container）：

 


 
  1. public class TV implements IContainer{  
  2.     public TV(){  
  3.         System.out.println("open a tv");  
  4.     }  
  5.     public Iterator createrIterator(){  
  6.         return new TVChannel();  
  7.     }  
  8. }  

 

 

测试使用：

 


 
  1. public static void main(String[] args) {  
  2.         // TODO Auto-generated method stub  
  3.         IContainer tv = new TV();  
  4.         Iterator iterator = tv.createrIterator();  
  5.         while(iterator.haveNext()){  
  6.             System.out.println("TVChennel:"+iterator.next());  
  7.         }  
  8.     }  

 

 

一个简单的容器为什么还要定义成一个接口呢？想想针对接口编程，不针对具体实现编程！如果要拓展，使用接口更方便些。

 

测试结果：

 


 
  1. open a tv  
  2. TVChennel:cctv-1  
  3. TVChennel:cctv-2  
  4. TVChennel:cctv-3  
  5. TVChennel:cctv-4  
  6. TVChennel:cctv-5  
  7. TVChennel:cctv-6  
  8. TVChennel:cctv-7  



 

 

效果及实现要点

 

  1.    迭代抽象：访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
  2.    迭代多态：为遍历不同的集合结构提供一个统一的接口，从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作。
  3.    迭代器的健壮性考虑：遍历的同时更改迭代器所在的集合结构，会导致问题。

 

 

总结

    Iterator模式就是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可让外部代码透明的访问集合内部的数据。

 

迭代器模式的作用：
  1. 它支持以不同的方式遍历一个聚合对象 ： 复杂的聚合可用多种方式进行遍历。迭代器模式使得改变遍历算法变得很容易 : 仅需用一个不同的迭代器的实例代替原先的实例即可。你也可以自己定义迭代器的子类以支持新的遍历。
  2.  迭代器简化了聚合的接口 有了迭代器的遍历接口，聚合本身就不再需要类似的遍历接口了。这样就简化了聚合的接口。
  3. 在同一个聚合上可以有多个遍历 每个迭代器保持它自己的遍历状态。因此你可以同时进行多个遍历。
  4. 在迭代器模式中，增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码，满足“开闭原则”的要求。
迭代器模式的缺点
       由于迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

 

适用情况


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）。          

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