第20章 迭代器模式

第20章迭代器模式

本章教學(xué)內(nèi)容迭代器模式模式動(dòng)機(jī)與定義模式結(jié)構(gòu)與分析模式實(shí)例與解析模式效果與應(yīng)用模式擴(kuò)展迭代器模式模式動(dòng)機(jī)一個(gè)聚合對(duì)象，如一個(gè)列表(List)或者一個(gè)集合(Set)，應(yīng)該提供一種方法來(lái)讓別人可以訪問(wèn)它的元素，而又不需要暴露它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。針對(duì)不同的需要，可能還要以不同的方式遍歷整個(gè)聚合對(duì)象，但是我們并不希望在聚合對(duì)象的抽象層接口中充斥著各種不同遍歷的操作。怎樣遍歷一個(gè)聚合對(duì)象，又不需要了解聚合對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還能夠提供多種不同的遍歷方式，這就是迭代器模式所要解決的問(wèn)題。迭代器模式模式動(dòng)機(jī)迭代器模式模式動(dòng)機(jī)在迭代器模式中，提供一個(gè)外部的迭代器來(lái)對(duì)聚合對(duì)象進(jìn)行訪問(wèn)和遍歷，迭代器定義了一個(gè)訪問(wèn)該聚合元素的接口，并且可以跟蹤當(dāng)前遍歷的元素，了解哪些元素已經(jīng)遍歷過(guò)而哪些沒(méi)有。有了迭代器模式，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)一個(gè)復(fù)雜的聚合對(duì)象的操作會(huì)變得如此簡(jiǎn)單。迭代器模式模式定義迭代器模式(IteratorPattern)：提供一種方法來(lái)訪問(wèn)聚合對(duì)象，而不用暴露這個(gè)對(duì)象的內(nèi)部表示，其別名為游標(biāo)(Cursor)。迭代器模式是一種對(duì)象行為型模式。迭代器模式模式定義IteratorPattern:Provideawaytoaccesstheelementsofanaggregateobjectsequentiallywithoutexposingitsunderlyingrepresentation.Frequencyofuse:high迭代器模式模式結(jié)構(gòu)迭代器模式模式結(jié)構(gòu)迭代器模式包含如下角色：Iterator:抽象迭代器ConcreteIterator:具體迭代器Aggregate:抽象聚合類(lèi)ConcreteAggregate:具體聚合類(lèi)迭代器模式模式分析聚合是一個(gè)管理和組織數(shù)據(jù)對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。聚合對(duì)象主要擁有兩個(gè)職責(zé)：一是存儲(chǔ)內(nèi)部數(shù)據(jù)；二是遍歷內(nèi)部數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是聚合對(duì)象最基本的職責(zé)。將遍歷聚合對(duì)象中數(shù)據(jù)的行為提取出來(lái)，封裝到一個(gè)迭代器中，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的迭代器來(lái)遍歷聚合對(duì)象的內(nèi)部數(shù)據(jù)，這就是迭代器模式的本質(zhì)。迭代器模式是“單一職責(zé)原則”的完美體現(xiàn)。

迭代器模式模式分析自定義迭代器MyIterator——抽象迭代器MyCollection——抽象聚合類(lèi)NewCollection——具體聚合類(lèi)NewIterator——具體迭代器Client迭代器模式模式分析自定義迭代器

參考代碼(Chapter20Iterator\SimpleIterator)演示……迭代器模式模式分析迭代器模式常規(guī)實(shí)現(xiàn)代碼：publicclassConcreteIteratorimplementsIterator{ privateConcreteAggregateobjects;

publicConcreteIterator(ConcreteAggregateobjects) { this.objects=objects; } publicvoidfirst() {......}

publicvoidnext() {......} publicbooleanhasNext() {......}

publicObjectcurrentItem() {......}}publicclassConcreteAggregateimplementsAggregate{ ...... publicIteratorcreateIterator() { returnnewConcreteIterator(this); } ......}迭代器模式模式分析在迭代器模式中應(yīng)用了工廠方法模式，聚合類(lèi)充當(dāng)工廠類(lèi)，而迭代器充當(dāng)產(chǎn)品類(lèi)，由于定義了抽象層，系統(tǒng)的擴(kuò)展性很好，在客戶(hù)端可以針對(duì)抽象聚合類(lèi)和抽象迭代器進(jìn)行編程。由于很多編程語(yǔ)言的類(lèi)庫(kù)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了迭代器模式，因此在實(shí)際使用中我們很少自定義迭代器，只需要直接使用Java、C#等語(yǔ)言中已定義好的迭代器即可，迭代器已經(jīng)成為我們操作聚合對(duì)象的基本工具之一。迭代器模式迭代器模式實(shí)例與解析實(shí)例：電視機(jī)遙控器電視機(jī)遙控器就是一個(gè)迭代器的實(shí)例，通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電視機(jī)頻道集合的遍歷操作，本實(shí)例我們將模擬電視機(jī)遙控器的實(shí)現(xiàn)。

迭代器模式迭代器模式實(shí)例與解析實(shí)例：電視機(jī)遙控器迭代器模式迭代器模式實(shí)例與解析實(shí)例：電視機(jī)遙控器參考代碼(Chapter20Iterator\sample01)演示……迭代器模式模式優(yōu)缺點(diǎn)迭代器模式的優(yōu)點(diǎn)它支持以不同的方式遍歷一個(gè)聚合對(duì)象。迭代器簡(jiǎn)化了聚合類(lèi)。在同一個(gè)聚合上可以有多個(gè)遍歷。在迭代器模式中，增加新的聚合類(lèi)和迭代器類(lèi)都很方便，無(wú)須修改原有代碼，滿(mǎn)足“開(kāi)閉原則”的要求。迭代器模式模式優(yōu)缺點(diǎn)迭代器模式的缺點(diǎn)由于迭代器模式將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和遍歷數(shù)據(jù)的職責(zé)分離，增加新的聚合類(lèi)需要對(duì)應(yīng)增加新的迭代器類(lèi)，類(lèi)的個(gè)數(shù)成對(duì)增加，這在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。迭代器模式模式適用環(huán)境在以下情況下可以使用迭代器模式：訪問(wèn)一個(gè)聚合對(duì)象的內(nèi)容而無(wú)須暴露它的內(nèi)部表示。需要為聚合對(duì)象提供多種遍歷方式。為遍歷不同的聚合結(jié)構(gòu)提供一個(gè)統(tǒng)一的接口。迭代器模式模式應(yīng)用JDK1.2引入了新的Java聚合框架Collections。迭代器模式模式應(yīng)用Collection是所有Java聚合類(lèi)的根接口。在JDK類(lèi)庫(kù)中，Collection的iterator()方法返回一個(gè)java.util.Iterator類(lèi)型的對(duì)象，而其子接口java.util.List的listIterator()方法返回一個(gè)java.util.ListIterator類(lèi)型的對(duì)象，ListIterator是Iterator的子類(lèi)。它們構(gòu)成了Java語(yǔ)言對(duì)迭代器模式的支持，Java語(yǔ)言的java.util.Iterator接口就是迭代器模式的應(yīng)用。迭代器模式模式應(yīng)用Java內(nèi)置迭代器參考代碼(Chapter20Iterator\JavaIterator)演示……迭代器模式模式擴(kuò)展Java迭代器在JDK中，Iterator接口具有如下3個(gè)基本方法：(1)Objectnext()：通過(guò)反復(fù)調(diào)用next()方法可以逐個(gè)訪問(wèn)聚合中的元素。(2)booleanhasNext()：hasNext()方法用于判斷聚合對(duì)象中是否還存在下一個(gè)元素，為了不拋出異常，必須在調(diào)用next()之前先調(diào)用hasNext()。如果迭代對(duì)象仍然擁有可供訪問(wèn)的元素，那么hasNext()返回true。(3)voidremove()：用于刪除上次調(diào)用next()時(shí)所返回的元素。迭代器模式模式擴(kuò)展Java迭代器Java迭代器可以理解為它工作在聚合對(duì)象的各個(gè)元素之間，每調(diào)用一次next()方法，迭代器便越過(guò)下個(gè)元素，并且返回它剛越過(guò)的那個(gè)元素的地址引用。但是，它也有一些限制，如某些迭代器只能單向移動(dòng)。在使用迭代器時(shí)，訪問(wèn)某個(gè)元素的唯一方法就是調(diào)用next()。迭代器模式模式擴(kuò)展Java迭代器代碼示例：Iteratoriterator=collection.iterator();//collection是已實(shí)例化的集合對(duì)象iterator.next(); //跳過(guò)第一個(gè)元素iterator.remove(); //刪除第一個(gè)元素iterator.remove();iterator.next();//該語(yǔ)句不能去掉iterator.remove();本章小結(jié)迭代器模式提供一種方法來(lái)訪問(wèn)聚合對(duì)象，而不用暴露這個(gè)對(duì)象的內(nèi)部表示，其別名為游標(biāo)。迭代器模式是一種對(duì)象行為型模式。迭代器模式包含四個(gè)角色：抽象迭代器定義了訪問(wèn)和遍歷元素的接口；具體迭代器實(shí)現(xiàn)了抽象迭代器接口，完成對(duì)聚合對(duì)象的遍歷；抽象聚合類(lèi)用于存儲(chǔ)對(duì)象，并定義創(chuàng)建相應(yīng)迭代器對(duì)象的接口；具體聚合類(lèi)實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)建相應(yīng)迭代器的接口。將遍歷聚合對(duì)象中數(shù)據(jù)的行為提取出來(lái)，封裝到一個(gè)迭代器中，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的迭代器來(lái)遍歷聚合對(duì)象的內(nèi)部數(shù)據(jù)，這就是迭代器模式的本質(zhì)。迭代器模式是“單一職責(zé)原則”的完美體現(xiàn)。本章小結(jié)迭代器模式的主要優(yōu)點(diǎn)在于它支持以不同的方式遍歷一個(gè)聚合對(duì)象，還簡(jiǎn)化了聚合類(lèi)，而且在同一個(gè)聚合上可以有多個(gè)遍歷；其缺點(diǎn)在于增加新的聚合類(lèi)需要對(duì)應(yīng)增加新的迭代器類(lèi)，類(lèi)的個(gè)數(shù)成對(duì)增加，這在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。迭代器模式適用情況包括：訪問(wèn)一個(gè)聚合對(duì)象的內(nèi)容而無(wú)須暴露它的內(nèi)部表示；需要為聚合對(duì)象提供多種遍歷方式；為遍歷不同的聚合結(jié)構(gòu)提供一個(gè)統(tǒng)一的接口。在J