设计模式之迭代器模式(Iterator)

1参考文章

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

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

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

问题起源

想找一些关于迭代器next()和hasNext()方法的内容，最后都归宗到迭代器以及设计模式中的迭代器模式。现在记录一下，有空写一篇学习心得。

一、什么是迭代模式

Iterator模式也叫迭代模式，是行为模式之一，它把对容器中包含的内部对象的访问委让给外部类，使用Iterator按顺序进行遍历访问的设计模式。

二、不使用迭代模式的应用

在应用Iterator模式之前，首先应该明白Iterator模式用来解决什么问题。或者说，如果不使用Iterator模式，会存在什么问题。

1. 由容器自己实现顺序遍历。直接在容器类里直接添加顺序遍历方法
2. 让调用者自己实现遍历。直接暴露数据细节给外部。

三、不使用迭代模式的缺点

以上方法1与方法2都可以实现对遍历，这样有问题呢？

1. 容器类承担了太多功能：一方面需要提供添加删除等本身应有的功能；一方面还需要提供遍历访问功能。
2. 往往容器在实现遍历的过程中，需要保存遍历状态，当跟元素的添加删除等功能夹杂在一起，很容易引起混乱和程序运行错误等。

四、使用迭代模式的应用

Iterator模式就是为了有效地处理按顺序进行遍历访问的一种设计模式，简单地说，Iterator模式提供一种有效的方法，可以屏蔽聚集对象集合的容器类的实现细节，而能对容器内包含的对象元素按顺序进行有效的遍历访问。
所以，Iterator模式的应用场景可以归纳为满足以下几个条件：

1. 访问容器中包含的内部对象
2.  按顺序访问

五、迭代模式的结构

六、迭代模式的角色和职责

Iterator（迭代器接口）：该接口必须定义实现迭代功能的最小定义方法集，比如提供hasNext()和next()方法。
ConcreteIterator（迭代器实现类）： 比如BookShelfIterator，迭代器接口Iterator的实现类。可以根据具体情况加以实现。
Aggregate（容器接口）：定义基本功能以及提供类似Iterator iterator()的方法。
ConcreteAggregate（容器实现类）： 比如BookShelf，容器接口的实现类。必须实现Iterator iterator()方法。

七、迭代模式的优点

1. 实现功能分离，简化容器接口。让容器只实现本身的基本功能，把迭代功能委让给外部类实现，符合类的设计原则。
2. 隐藏容器的实现细节。
3. 为容器或其子容器提供了一个统一接口，一方面方便调用；另一方面使得调用者不必关注迭代器的实现细节。
4. 可以为容器或其子容器实现不同的迭代方法或多个迭代方法。

八、代码实例

容器接口Aggregate

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

迭代器接口类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;    
    }    
        
    /**  
     * 获得书籍名称  
     * @return String  
     */    
    public String getName() {    
        return name;    
    }    
} 

容器接口实现类BookShelf

/**  
 * 书架类  
 * ConcreateAggregate
 */    
public class BookShelf implements Aggregate{    
    private Book[] books;    
    private int last = 0;    
        
    //构造函数
    public BookShelf(int maxSize) {    
        this.books = new Book[maxSize];    
    }    

    //查找书籍
    public Book getBookAt(int index) {    
        return books[index];    
    }    
        
    //添加书籍    
    public void appendBook(Book book) {    
        this.books[last] = book;    
        last++;    
    }    
    
    //获得书架存书的数量    
    public int getLength() {    
        return books.length;    
    }

    //获得书架迭代器对象  
    @Override
    public Iterator iterator() {    
        return new BookShelfIterator(this);    
    }      
}   

迭代器接口实现类BookShelfIterator

 //ConcreateIterator
public class BookShelfIterator implements Iterator{    
    private BookShelf bookShelf;    
    private int index;    
        
    public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf) {    
        this.bookShelf = bookShelf;    
        this.index = 0;    
    }    
        
    //检查是否还有下一本书    
    public boolean hasNext() {    
        if(index < bookShelf.getLength()) {    
            return true;    
        }    
        else {    
            return false;    
        }    
    }    
    //返回指定位置的书籍    
    public Object next() {    
        Book book = bookShelf.getBookAt(index);    
        index ++;    
        return book;    
    }    
}

主函数

public class Main {    
    public static void main(String[] args) {    
        //生成一个书架    
        BookShelf bookShelf = new BookShelf(4);    
        //向书架添加书籍    
        bookShelf.appendBook(new Book("周恩来的晚年岁月"));    
        bookShelf.appendBook(new Book("C++网络编程"));    
        bookShelf.appendBook(new Book("J2EE网络编程精解"));    
        bookShelf.appendBook(new Book("Java编程思想"));    
            
        //获得书架迭代器    
        Iterator it = bookShelf.iterator();    
        while(it.hasNext()) {    
            Book book = (Book)it.next();    
            System.out.println(book.getName());    
        }    
    }    
}  

总结

总而言之，迭代器设计模式的总体思想就是“在容器实现类中实现对实体的增删改查操作，而在迭代器实现类中实现遍历操作。”