Iterator 模式
使用Java语言显示数组元素时,一般采用如下的for循环遍历数组
for (int i = 0; i < arr.length; i++){
System.out.println(arr[i])
}
将这里的循环变量 i 的作用抽象化、通用化后形成的模式,在设计模式中称为Iterator模式
示例程序
UML类图
Aggregate接口
public interface Aggregate {
public abstract Iterator iterator();
}
该接口为表示集合的接口,声明了一个抽象方法--iterator。该方法会生成一个用于遍历集合的迭代器,想要遍历集合中的元素时,调用iterator方法来生成一个实现了Iterator接口的类的实例即可。
Iterator接口
public interface Iterator {
public abstract boolean hasNext();
public abstract Object next();
}
该接口用于遍历集合中的元素,其作用相当于循环语句中的循环变量。
这里提供了两个抽象方法:判断是否存在下一个元素的hasNext方法;获取下一个元素的next方法。
next方法的返回类型是Object,这表明该方法返回的集合中的一个元素。同时为了能够在下次调用next方法时能正确的返回下一个元素,该方法中还隐含着将迭代器移动至下一个元素的处理,但该处理由具体的子类实现
Book类
public class Book {
private String name;
public Book(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
}
BookShelf类
public class BookShelf implements Aggregate {
private Book[] books;
private int last = 0;
public BookShelf(int maxsize) {
this.books = new Book[maxsize];
}
public Book getBookAt(int index) {
return books[index];
}
public void appendBook(Book book) {
this.books[last] = book;
last++;
}
public int getLength() {
return last;
}
public Iterator iterator() {
return new BookShelfIterator(this);
}
}
该类实现Aggregate接口,表示将该类作为集合进行处理,并实现了iterator方法
BookShelfIterator类
public class BookShelfIterator implements Iterator {
private BookShelf bookShelf;
private int index;
public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf) {
this.bookShelf = bookShelf;
this.index = 0;
}
public boolean hasNext() {
if (index < bookShelf.getLength()) {
return true;
} else {
return false;
}
}
public Object next() {
Book book = bookShelf.getBookAt(index);
index++;
return book;
}
}
该类实现Iterator,并根据持有的集合实现具体的迭代逻辑
Main
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
BookShelf bookShelf = new BookShelf(4);
bookShelf.appendBook(new Book("Around the World in 80 Days"));
bookShelf.appendBook(new Book("Bible"));
bookShelf.appendBook(new Book("Cinderella"));
bookShelf.appendBook(new Book("Daddy-Long-Legs"));
Iterator it = bookShelf.iterator();
while (it.hasNext()) {
Book book = (Book)it.next();
System.out.println(book.getName());
}
}
}
Iterator模式中的登场角色
Iterator(迭代器)
该角色负责定义按顺序逐个遍历元素的接口。在示例程序中,有Iterator扮演这个角色,它定义了hasNext和next两个方法。
ConcreteIterator(具体的迭代器)
该角色负责实现Iterator角色所定义的接口。在示例程序中,由BookShelfIterator类扮演这个角色。该角色包含了遍历集合所必须的信息。
Aggregate(集合)
该角色负责定义创建Iterator角色的接口,它会创建出“按顺序访问保存在我内部元素的人”。在示例程序中,由Aggregate接口扮演这个角色。
ConcreteAggregate(具体的集合)
该角色负责实现Aggregate角色所定义的接口,它会创建出具体的Iterator角色,即ConcreteIterator角色。在示例程序中,由BookShelf类扮演这个角色,它实现了iterator方法。
UML类图
为什么要引入该模式
不管实现如何变化,都可以使用Iterator
如果BookShelf放弃使用数组来管理书本,而是用Vector取而代之,只要BookShelf的iterator方法能正确地返回Iterator的实例(包括相应方法比如hasNext和next方法都能正常工作),即使不对上面的While循环做任何修改,代码都可以正常工作。
设计模式的作用就是帮助我们编写可复用的类。所谓“可复用”,就是指将类实现为“组件”,当一个组件发生改变时,不需要对其他的组件进行修改或只需要很小的修改即可应对。
Q.E.D.