重学设计模式-Iterator（迭代器模式）

Iterator迭代器模式

介绍：

迭代器模式是一种行为型设计模式，它允许你在不暴露集合底层表示（并不知道集合底层使用何种方式对数据尽心存储）的情况下遍历集合中的元素。

这种模式提供了一种方法，可以顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不需要暴露该对象的内部表示。
迭代器模式通常包括两个角色：迭代器和聚合对象。
- 迭代器（Iterator,读取元素）
  - 负责定义访问和遍历元素的接口
  - 实现了该接口的类，拥有访问聚合对象中元素的能力
- 聚合对象（Aggregate,存储元素）
  - 负责定义创建相应迭代器对象的接口，该接口返回一个适当的迭代器实例
  - 实现了该接口的类将成为一个可以保存多个元素的集合，就像数组一样

以下是一个简单的迭代器实例，演示了如何使用迭代器模式遍历一个集合：

1、抽象实例

创建迭代器接口：

/*** 迭代器接口** @author supanpan* @date 2023/12/21*/
public interface Iterator<T>{/*** 判断是否存在下一个元素* @return: 循环终止条件*  true：集合中存在下一个元素*  false：集合中不存在下一个元素*/boolean hasNext();/*** 获取下一个元素，并且将迭代器指针位置移动到下一个元素*/T next();
}

实现迭代器接口，具体迭代器实现：

/*** 具体迭代器实现** @author supanpan* @date 2023/12/21*/
public class ConcreteIterator<T> implements Iterator<T> {private List<T> list;// 存放元素的列表private int position;// 遍历元素的下标/*** 初始化迭代器**/public ConcreteIterator(List<T> list) {this.list = list;this.position = 0;}/*** 判断是否到集合的末尾**/@Overridepublic boolean hasNext() {return position < list.size();}/*** 遍历（迭代）集合取出相应元素**/@Overridepublic T next() {if (!hasNext()){throw new NoSuchElementException("没有元素了......");}T item = list.get(position);position++;return item;}
}

创建聚合对象：

/*** 聚合对象** @author supanpan* @date 2023/12/21*/
public interface Aggregate<T> {/*** 生成一个用于遍历集合的迭代器**/Iterator<T> createIterator();
}

实现聚合对象接口，创建具体聚合对象：

/*** 具体聚合对象** @author supanpan* @date 2023/12/21*/
public class ConcreteAggregate<T> implements Aggregate<T>{private List<T> items;public ConcreteAggregate() {this.items = new ArrayList<>();}/*** 向集合中添加元素* @param item 待添加元素*/public void addItem(T item){items.add(item);}/*** 创建迭代器对象** @return 具体的迭代器*/@Overridepublic Iterator<T> createIterator() {
//         items.sort(null);// 在创建迭代器之前对集合中的元素进行排序操作return new ConcreteIterator<>(items);// 将聚合对象中的集合传递给具体迭代器对象，以供访问}
}

测试Main:

public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建聚合对象ConcreteAggregate<String> aggregate = new ConcreteAggregate<>();// 向聚合对象中添加元素aggregate.addItem("Item 1");aggregate.addItem("Item 3");aggregate.addItem("Item 2");aggregate.addItem("Item 4");// 获取迭代器对象Iterator<String> iterator = aggregate.createIterator();// 使用迭代器模式进行遍历while (iterator.hasNext()){// 获取迭代器中的元素String item = iterator.next();System.out.println(item);}}
}

2、书架实例

创建聚合对象，用于将具体实现类中的集合通过迭代器进行返回

public interface Aggregate<T> {Iterator<T> iterator();
}

创建迭代器对象，用于访问聚合对象中的数组数据

public interface Iterator<T> {boolean hasNext();T next();
}

创建Book对象，Book对象用于获取书籍的名称

public class Book {private String name;// 书籍名称public Book(String name) {this.name = name;}public String getName() {return name;}
}

创建BookShelf对象，这个对象实现了Aggregate接口，拥有聚合元素的能力

public class BookShelf implements Aggregate{private ArrayList<Book> books;// 对比抽象实例中的数组，这里改成了存放书籍的列表/*** 初始化集合对象** @param initialSize 集合大小*/public BookShelf(int initialSize){this.books = new ArrayList<>(initialSize);}public Book getBookAt(int index) {return (Book) books.get(index);}public void appendBook(Book book) {books.add(book);}public int getLength() {return books.size();}/*** 将书籍数组返回给具体迭代器实现类，提供访问书籍数组的能力* */public Iterator iterator() {return new BookShelfIterator(this);}
}

创建BookShelfIterator对象，这个对象实现了Iterator接口，拥有访问聚合对象中的数据能力

public class BookShelfIterator implements Iterator{private BookShelf bookShelf;private int index;/*** 初始化迭代器* @param bookShelf 聚合对象集合数据*/public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf) {this.bookShelf = bookShelf;this.index = 0;}@Overridepublic boolean hasNext() {return index < bookShelf.getLength();}@Overridepublic Object next() {Book item = bookShelf.getBookAt(index);index++;return item;}
}

测试类：

public class Main {public static void main(String[] args) {BookShelf bookShelf = new BookShelf(4);bookShelf.appendBook(new Book("时间简史"));bookShelf.appendBook(new Book("活着"));bookShelf.appendBook(new Book("百年孤独"));bookShelf.appendBook(new Book("1984"));bookShelf.appendBook(new Book("三体"));bookShelf.appendBook(new Book("围城"));bookShelf.appendBook(new Book("小王子"));bookShelf.appendBook(new Book("云边的小卖部"));Iterator it = bookShelf.iterator();while (it.hasNext()) {Book book = (Book)it.next();System.out.println(book.getName());}}
}