图解Java设计模式之迭代器模式

图解java设计模式之迭代器模式

• 看一个具体的需求
• 传统的方式的问题分析
• 迭代器模式基本介绍
• 迭代器模式的原理类图
• 迭代器模式应用实例
• 迭代器模式在jdk - arraylist 集合应用的源码分析
• 迭代器模式的注意事项和细节

 

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 ：

传统的方式的问题分析

1）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。
2）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，不能很好实现遍历操作。

迭代器模式基本介绍

1）迭代器模式（iterator pattern）是常用的设计模式，属于行为型模式
2）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。
3）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

说明 ：
1）iterator ：迭代器接口，是系统提供，含义 hasnext、next、remove
2）concreteiterator ：具体的迭代器类，管理迭代。
3）aggregate ：一个统一的聚合接口，将客户端和具体聚合解耦。
4）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
5）client ：客户端，通过iterator和aggregate依赖子类。

迭代器模式应用实例

1. 应用实例要求 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。
   

package com.example.demo.iterator;

import java.util.iterator;

import javax.swing.text.position;

public class computercollegeiterator implements iterator{
	
	// 这里我们需要department 是以怎样的方式存放
	private department[] departments;
	// 遍历的位置
	private int position = 0;

	public computercollegeiterator(department[] departments) {
		super();
		this.departments = departments;
	}

	/**
	 * 判断是否还有下一个元素
	 */
	@override
	public boolean hasnext() {
		// todo auto-generated method stub
		if (departments.length <= position || departments[position] == null) {
			return false;
		}
		return true;
	}

	@override
	public object next() {
		// todo auto-generated method stub
		department department = departments[position];
		position += 1;
		return department;
	}

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.iterator;
import java.util.list;

public class infocolleageiterator implements iterator{
	
	/**
	 * 信息工程学院是以list方式存放系
	 */
	private list<department> departmentlist;
	
	/**
	 * 索引
	 */
	private int index = -1;
	
	public infocolleageiterator(list<department> departmentlist) {
		super();
		this.departmentlist = departmentlist;
	}

	/**
	 * 判断list中还有没有下一个元素
	 */
	@override
	public boolean hasnext() {
		// todo auto-generated method stub
		if (index >= departmentlist.size() - 1) {
			return false;
		}
		index += 1;
		return true;
	}

	@override
	public object next() {
		// todo auto-generated method stub
		return departmentlist.get(index);
	}
	
	/**
	 * remove空实现
	 */
	public void remove() {
		
	}

}
package com.example.demo.iterator;

/**
 * 系
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public class department {
	
	private string name;
	
	private string desc;

	public department(string name, string desc) {
		super();
		this.name = name;
		this.desc = desc;
	}

	public string getname() {
		return name;
	}

	public void setname(string name) {
		this.name = name;
	}

	public string getdesc() {
		return desc;
	}

	public void setdesc(string desc) {
		this.desc = desc;
	}
	
	

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.iterator;

public interface college {
	
	public string getname();
	
	/**
	 * 增加系的方法
	 * @param name
	 * @param desc
	 */
	public void adddepartment(string name, string desc);
	
	/**
	 * 返回一个迭代器，遍历
	 * @return
	 */
	public iterator createiterator();

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.iterator;

public class computercollege implements college{
	
	private department[] departments;
	// 保持当前数组的对象个数
	private int numofdepartment = 0;
	
	public computercollege() {
		departments = new department[5];
		adddepartment("java", "java");
		adddepartment("前端", "前端");
		adddepartment("大数据", "大数据");
	}

	@override
	public string getname() {
		// todo auto-generated method stub
		return "计算机学院";
	}

	@override
	public void adddepartment(string name, string desc) {
		// todo auto-generated method stub
		department department = new department(name, desc);
		departments[numofdepartment] = department;
		numofdepartment += 1;
	}

	@override
	public iterator createiterator() {
		// todo auto-generated method stub
		return new computercollegeiterator(departments);
	}

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.arraylist;
import java.util.iterator;
import java.util.list;

public class infocollege implements college{
	
	private list<department> departmentlist;
	
	public infocollege() {
		departmentlist = new arraylist<department>();
		adddepartment(" 信息安全专业 ", "信息安全专业");
		adddepartment("网络安全专业", "网络安全专业");
		adddepartment("工程安全专业", "工程安全专业");
	}

	@override
	public string getname() {
		// todo auto-generated method stub
		return "信息工程学院";
	}

	@override
	public void adddepartment(string name, string desc) {
		// todo auto-generated method stub
		department department = new department(name, desc);
		departmentlist.add(department);
	}

	@override
	public iterator createiterator() {
		// todo auto-generated method stub
		return new infocolleageiterator(departmentlist);
	}

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.iterator;
import java.util.list;

public class outputimpl {
	
	
	// 学院集合
	private list<college> colleges;
	
	public outputimpl(list<college> colleges) {
		super();
		this.colleges = colleges;
	}
	
	/**
	 * 遍历所有学院，然后调用printdepartment 输出各个学院的系
	 */
	public void printcollege() {
		// 从collegelist 取出所有学院，java中的list 已经实现iterator
		iterator iterator = colleges.iterator();
		while (iterator.hasnext()) {
			// 取出一个学院
			college college = (college) iterator.next();
			system.out.println("====" + college.getname() + "====");
			printdepartment(college.createiterator());
		}
	}

	/**
	 * 输出学院里的系
	 * @param iterator
	 */
	public void printdepartment(iterator iterator) {
		while (iterator.hasnext()) {
			department department = (department)iterator.next();
			system.out.println(department.getname());
		}
	}

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.arraylist;
import java.util.list;

public class client {

	public static void main(string[] args) {
		// todo auto-generated method stub
		// 创建学院
		list<college> colleges = new arraylist<college>();
		computercollege college = new computercollege();
		infocollege infocollege = new infocollege();
		colleges.add(college);
		//colleges.add(infocollege);
		outputimpl outputimpl = new outputimpl(colleges);
		outputimpl.printcollege();
	}

}

迭代器模式在jdk - arraylist 集合应用的源码分析

对类图的角色分析和说明 ：
1）内部类itr 充当具体实现迭代器 iterator 的类，作为arraylist 内部类
2）lits 就是充当类聚合接口，含有一个iterator() 方法，返回一个迭代器对象
3）arraylist 是实现聚合接口 list 的子类，实现类iterator()
4）iterator 接口系统提供
5）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 ：
1）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。
2）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。
3）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（叫做单一职责原则）。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。
4）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 ：
1）每个聚合对象都要一个迭代器，会生成多个迭代器不好管理类。