设计模式--行为型：迭代器模式

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迭代器模式：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露对象内部表示。

迭代器模式

迭代器模式 Iterator[ɪtə'reɪtə] Pattern：又称为游标 Cursor 模式，是非常古老的设计模式，主要用于对容器的遍历访问，当前高级面向对象语言基本上默认包含这个模式。

类图结构

0064-Iterator-uml-classdiag.png

结构解析

  • Iterator
    接口，定义迭代器的基本方法。
  • ConcreteIterator
    实现类，实现迭代器的方法。
  • Aggregate
    抽象类，容器类，存储数据并创建迭代器。
  • ConcreteAggregate
    实现类，容器的各个方法的实现，并完成具体迭代器的创建。
  • Client
    客户端。

ConcreteIterator 和 ConcreteAggregate 耦合性很高。ConcreteAggregate 创建了 ConcreteIterator 实例，而 ConcreteIterator 持有 ConcreteAggregate 的引用，用于遍历容器中的数据。
迭代器模式结构图看起来很臃肿，使用起来并不方便，而分开的目的参考单一职责原理，Aggregate 负责容器中数据元素的维护，而 Iterator 负责遍历操作。

示例

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// 1. Iterator
public interface Iterator {
    Object next();
    boolean hasNext();
}

// 2. Aggregate
public abstract class Aggregate {
    public abstract Iterator createIterator();
    public abstract void add(String string);
    public abstract void remove(String string);
    public abstract String get(int index);
    public abstract int size();
}

// 3. ConcreteIterator
public class ConcreteIterator implements Iterator{
    private Aggregate aggregate;
    private int index = 0;

    public ConcreteIterator(Aggregate aggregate){
        this.aggregate = aggregate;
    }

    @Override
    public String next() {
        String next = null;
        if (hasNext()) {
            next = aggregate.get(index);
            index++;
        }
        return next;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return index < aggregate.size();
    }
}

// 4. ConcreteAggregate
public class ConcreteAggregate extends Aggregate{
    private List<String> list = new ArrayList<>();

    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new ConcreteIterator(this);
    }

    @Override
    public void add(String string) {
        list.add(string);
    }

    @Override
    public void remove(String string) {
        list.remove(string);
    }

    @Override
    public String get(int index) {
        return list.get(index);
    }

    @Override
    public int size() {
        return list.size();
    }
}

// 5. Test
public class TestIterator {
    public static void main(String[] args) {
        Aggregate aggregate = new ConcreteAggregate();
        aggregate.add("this");
        aggregate.add("is");
        aggregate.add("iterator");
        aggregate.add("pattern");

        Iterator iterator = aggregate.createIterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.print(iterator.next() + " ");
        }
    }
}

// 6. Result
this is iterator pattern

使用 List 数据结构来存放数据，它本身就实现了 Iterator 模式，这里只是举例来说明迭代器使用方法。

总结

Java 语言已经包含了迭代器接口 Interator，在实际使用中仅仅需要实现 Collection 集合就能应用迭代器模式，其中 List, Map 等等都都是常见迭代器容器。而 Android 中 Cursor 也是典型的迭代器模式。
迭代器模式分离了集合对象的遍历行为，抽象一个迭代器类来负责遍历操作，这样既可以不用暴露集合内部的数据结构，又可以让外部代码非常透明的访问集合内部的数据。

参考文档

  • 大话设计模式
  • Android 源码设计模式解析与实战
  • wiki-iterator
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