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【设计模式】我终于读懂了迭代器模式。。。

掉头发的王富贵 2023-07-02 12:00:02

简介【设计模式】我终于读懂了迭代器模式。。。

看一个具体的需求

编写程序展示一个学校院系结构：需求是这样
要在一个页面中展示出学校的院系组成，
一个学校有多个学院，
一个学院有多个系。

如图：

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传统的设计方案(类图)

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传统的方式的问题分析

将学院看做是学校的子类，系是学院的子类，这样实际上是站在组织大小来进行分层次的
实际上我们的要求是：在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系，因此这种方案，不能很好实现的遍历的操作
解决方案：=> 迭代器模式

迭代器模式基本介绍

迭代器模式（Iterator Pattern）是常用的设计模式，属于行为型模式
如果我们的集合元素是用不同的方式实现的，有数组，还有 java 的集合类，或者还有其他方式，当客户端要遍历这些集合元素的时候就要使用多种遍历方式，而且还会暴露元素的内部结构，可以考虑使用迭代器模式解决。
迭代器模式，提供一种遍历集合元素的统一接口，用一致的方法遍历集合元素，不需要知道集合对象的底层表示，即：不暴露其内部的结构。

迭代器模式的原理类图

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对原理类图的说明-即(迭代器模式的角色及职责)

Iterator ：迭代器接口，是系统提供，含义 hasNext, next, remove
ConcreteIterator : 具体的迭代器类，管理迭代
Aggregate :一个统一的聚合接口，将客户端和具体聚合解耦
ConcreteAggreage : 具体的聚合持有对象集合，并提供一个方法，返回一个迭代器，该迭代器可以正确遍历集合
Client :客户端，通过 Iterator 和 Aggregate 依赖子类

迭代器模式应用实例

编写程序展示一个学校院系结构：需求是这样，
要在一个页面中展示出学校的院系组成，
一个学校有多个学院，
一个学院有多个系。

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College类，学院超类

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ComputerCollege类，计算机学院

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里面的专业（Department）是以数组方式存储的

Department类

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InfoCollege类，信息工程学院

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这里面的专业（Department）是以列表方式存储的

ComputerCollegeIterator类，计算机学院具体迭代类，需要实现Iterator接口

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InfoColleageIterator类，信息工程学院具体迭代类，需要实现Iterator接口

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OutPutImpl类，统一打印信息

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Client类，客户端类

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运行结果

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老规矩，debug看看

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这里构建了一个含有计算机学院和信息工程学院的list传入到OutPutImpl的构造函数中去

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可以看到outPutImpl被实例之后的对象含有一个列表成员变量

进入printCollege方法

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这里调用的是list里面的Iterator拿出每个学院出来，并且打印名称

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college.createIterator()方法

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这里返回了一个具体的迭代器

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再回到printDepartment方法

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这里的迭代器是一个计算机学院迭代器

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所以他就会走我们自己的实现

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接着拿到专业

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输出专业名称

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信息工程学院亦是如此

这样OutPutImpl这个类其实并不知道具体的迭代器是什么，就将我们的内部细节给隐藏起来了

迭代器模式在JDK中的源码分析

JDK 的 ArrayList 集合中就使用了迭代器模式

代码分析

ArrayList类

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ArrayList的iterator方法

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返回了一个Itr类

他是ArrayList里面的实现了iterator的内部类

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他存在的成员变量elementData存储数据

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然后我们看看linkedlist

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他的父类AbstractSequentialList有一个iterator方法

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实际调用的是AbstractSequentialList的父类AbstractList里面的listIterator方法

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实际返回的是AbstractList内部类ListItr

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对类图的角色分析和说明

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内部类 Itr 充当具体实现迭代器 Iterator 的类，作为 ArrayList 内部类，类似ConcreteIterator
List 就是充当了聚合接口，含有一个 iterator() 方法，返回一个迭代器对象，类似Aggregate
ArrayList 是实现聚合接口 List 的子类，实现了 iterator()，类似ConcreteAggreage
Iterator 接口系统提供

迭代器模式解决了 不同集合(ArrayList ,LinkedList) 统一遍历问题

迭代器模式的注意事项和细节

优点

提供一个统一的方法遍历对象，客户不用再考虑聚合的类型，使用一种方法就可以遍历对象了。
隐藏了聚合的内部结构，客户端要遍历聚合的时候只能取到迭代器，而不会知道聚合的具体组成。
提供了一种设计思想，就是一个类应该只有一个引起变化的原因（叫做单一责任原则）。在聚合类中，我们把迭代器分开，就是要把管理对象集合和遍历对象集合的责任分开，这样一来集合改变的话，只影响到聚合对象。而如果遍历方式改变的话，只影响到了迭代器。
当要展示一组相似对象，或者遍历一组相同对象时使用, 适合使用迭代器模式

缺点