迭代器模式(Interator Pattern)

来源:https://www.cnblogs.com/sorrymine/archive/2023/05/22/17421409.html
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## 一、模式動機 迭代器模式(Iterator Pattern)是一種使用頻率非常高的行為型設計模式,**迭代器**用於**對一個聚合對象進行遍歷**。通過**引入迭代器**可以**將數據的遍歷功能從聚合對象中分離出來**,**聚合對象只負責存儲數據**,而**遍曆數據由迭代器來完成**,簡化了聚 ...


一、模式動機

迭代器模式(Iterator Pattern)是一種使用頻率非常高的行為型設計模式,迭代器用於對一個聚合對象進行遍歷。通過引入迭代器可以將數據的遍歷功能從聚合對象中分離出來聚合對象只負責存儲數據,而遍曆數據由迭代器來完成,簡化了聚合對象的設計,更符合“單一職責原則”的要求。Java語言提供了對迭代器模式的完美支持,通常我們不需要自己定義新的迭代器,直接使用Java提供的迭代器即可。迭代器模式又稱為“游標(Cursor)模式”,它是一種對象行為型模式。
類比:

  • 電視機   存儲電視頻道的集合   聚合類(Aggregate Classes)
  • 電視機遙控器   操作電視頻道   迭代器(Iterator)
  • 如何訪問一個聚合對象中的元素但又不需要暴露它的內部結構,還能提供多種不同的遍歷方式   迭代器模式

二、模式定義

  • 迭代器模式(Iterator Pattern) :提供一種方法來訪問聚合對象,而不用暴露這個對象的內部表示。
  • 提供一個外部的迭代器對聚合對象進行訪問和遍歷,迭代器中定義了一個訪問該聚合對象的介面,並且可以跟蹤當前遍歷的元素,瞭解哪些元素已經遍歷,哪些沒有。
  • 其別名為游標(Cursor)
  • 迭代器模式是一種對象行為型模式

三、模式結構

image


抽象迭代器類

public interface Iterator {
    public void first();              //將游標指向第一個元素
    public void next();               //將游標指向下一個元素
    public boolean hasNext();         //判斷是否存在下一個元素
    public Object currentItem();      //獲取游標指向的當前元素
}

具體迭代器類

public class ConcreteIterator implements Iterator {
    private ConcreteAggregate objects; //維持一個對具體聚合對象的引用,以便於訪問存儲在聚合對象中的數據
    private int cursor;         //定義一個游標,用於記錄當前訪問位置
    public ConcreteIterator(ConcreteAggregate objects) {
        this.objects=objects;
    }
    public void first() {  ......  }		
    public void next() {  ......  }
    public boolean hasNext( ) {  ......  }	
    public Object currentItem( ) {  ......  }
}

抽象聚合類

public interface Aggregate {
    Iterator createIterator( );
}

具體聚合類

public class ConcreteAggregate implements Aggregate {	
    ......	
    public Iterator createIterator( ) {
        return new ConcreteIterator(this);
    }
    ......
}

四、案例實現

案例背景

遙控操控電視頻道遍歷

案例結構

image

代碼實現

抽象迭代器類:電視機遙控器類

public interface TVInterator {

    void setChannel(int i);
    Object currentChannel();
    void next();
    void previous();
    boolean isLast();
    boolean isFirst();

}

抽象聚合類

public interface Television {

    TVInterator createInterator();

}

具體電視機類:創維電視機類

public class SkyworthTelevision implements Television{

    private Object[] obj = {"CCTV-1","CCTV-2","CCTV-3","CCTV-4","CCTV-5","CCTV-6"};

    @Override
    public TVInterator createInterator() {
        return new SkyworthInterator(obj);
    }

}

具體電視機類:TCL

public class TCLTelevision implements Television{

    private Object[] obj = {"湖南衛視","上海衛視","山西衛視","河北衛視","上海衛視","北京衛視"};

    @Override
    public TVInterator createInterator() {
        return new SkyworthInterator(obj);
    }

}

具體電視機遙控器類:創維

public class SkyworthInterator implements TVInterator{

    private int currentIndex = 0;
    private Object obj[];

    public SkyworthInterator(Object[] obj) {
        this.obj = obj;
    }

    @Override
    public void setChannel(int i) {
        currentIndex = i;
    }

    @Override
    public Object currentChannel() {
        return obj[currentIndex];
    }

    @Override
    public void next() {
        if (currentIndex < obj.length){
            currentIndex ++;
        }
    }

    @Override
    public void previous() {
        if (currentIndex > 0){
            currentIndex --;
        }
    }

    @Override
    public boolean isLast() {
        return currentIndex == obj.length;
    }

    @Override
    public boolean isFirst() {
        return currentIndex ==0;
    }
}

具體電視機遙控器類:TCL

public class TCLInterator implements TVInterator{

    private int currentIndex = 0;
    private Object obj[];

    public TCLInterator(Object[] obj) {
        this.obj = obj;
    }

    @Override
    public void setChannel(int i) {
        currentIndex = i;
    }

    @Override
    public Object currentChannel() {
        return obj[currentIndex];
    }

    @Override
    public void next() {
        if (currentIndex < obj.length){
            currentIndex ++;
        }
    }

    @Override
    public void previous() {
        if (currentIndex > 0){
            currentIndex --;
        }
    }

    @Override
    public boolean isLast() {
        return currentIndex == obj.length;
    }

    @Override
    public boolean isFirst() {
        return currentIndex ==0;
    }
}

客戶類

public class Client {

    public static void display(Television tv){
        TVInterator interator = tv.createInterator();
        System.out.println("電視機頻道:");
        while (!interator.isLast()){
            System.out.println(interator.currentChannel().toString());
            interator.next();
        }
    }
    public static void reverseDisplay(Television tv){
        TVInterator interator = tv.createInterator();
        interator.setChannel(6);
        System.out.println("逆向遍歷電視機頻道:");
        while (!interator.isFirst()){
            interator.previous();
            System.out.println(interator.currentChannel().toString());
        }
    }

    public static void main(String a[]) {
        Television tv = (Television) XMLUtil.getBean();
        display(tv);
        System.out.println("===============");
        reverseDisplay(tv);
    }

}

案例分析

  • 如果需要增加一個新的具體聚合類,只需增加一個新的聚合子類和一個新的具體迭代器類即可,原有類庫代碼無須修改,符合開閉原則
  • 如果需要更換一個迭代器,只需要增加一個新的具體迭代器類作為抽象迭代器類的子類,重新實現遍歷方法即可,原有迭代器代碼無須修改,也符合開閉原則
  • 如果要在迭代器中增加新的方法,則需要修改抽象迭代器的源代碼,這將違背開閉原則

五、模式分析

  • 聚合對象的兩個職責:
    • 存儲數據,聚合對象的基本職責
    • 遍曆數據,既是可變化的,又是可分離的
  • 將遍曆數據的行為從聚合對象中分離出來,封裝在迭代器對象中
  • 由迭代器來提供遍歷聚合對象內部數據的行為,簡化聚合對象的設計,更符合單一職責原則

六、總結

模式優點

  • 支持以不同的方式遍歷一個聚合對象,在同一個聚合對象上可以定義多種遍歷方式
  • 簡化了聚合類
  • 由於引入了抽象層,增加新的聚合類和迭代器類都很方便,無須修改原有代碼,符合開閉原則

模式缺點

  • 在增加新的聚合類時需要對應地增加新的迭代器類,類的個數成對增加,這在一定程度上增加了系統的複雜性
  • 抽象迭代器的設計難度較大,需要充分考慮到系統將來的擴展。在自定義迭代器時,創建一個考慮全面的抽象迭代器並不是一件很容易的事情

使用情形

  • 訪問一個聚合對象的內容而無須暴露它的內部表示
  • 需要為一個聚合對象提供多種遍歷方式
  • 為遍歷不同的聚合結構提供一個統一的介面,在該介面的實現類中為不同的聚合結構提供不同的遍歷方式,而客戶端可以一致性地操作該介面

本文來自博客園,作者:街酒,轉載請註明原文鏈接:https://www.cnblogs.com/sorrymine/p/17421409.html


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