一天一个设计模式——迭代器模式

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了一天一个设计模式——迭代器模式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一、模式说明

迭代操作在程序开发中很常见:在数据集合中按顺序便利所有元素(例如:遍历一个数组中的所有元素),将遍历时使用的索引(如访问数组循环变量i)抽象化、通用化后形成的模式就是迭代器模式。

核心的迭代器一般包含两个方法:hasNext()和next()方法,前一个方法用于判断集合中是否还存在下一个需要迭代的元素,返回值类型是Bool类型;next()方法用于返回集合中一个元素,并且将迭代器移动到下一个元素。

该模式的UML图和示例代码UML图如下:

技术图片

 

 

迭代模式的UML很简单,包含两个接口:Aggregate接口和Iterator接口,对应ConcreteAggregate角色和ConcreteIterator角色。

  • Aggregate接口包含一个iterator方法,该方法返回一个iterator迭代器。
  • Iterator接口包含hasNext()和next()两个方法。

上图中,设计两个接口,而没有只使用一个Iterator接口,原因在于我们需要将“遍历功能”独立于ConcreteAggregate角色之外,这样就可以针对一个ConcreteAggregate角色编写多种不同的ConcreteIterator角色(从前向后遍历、从后向前遍历previous、跳跃遍历)。

二、模式中的角色:

  • Iterator:迭代器角色:定义访问和遍历元素的接口;
  • Aggregate:集合角色:定义创建Iterator迭代器的接口;
  • ConcreteIterator:迭代器实现类;
  • ConcreteAggretator:具体聚合实现累;

三、模式代码示例:

(代码分为两个包,patterndesign包用于设计模式的代码实现,patterndemostrate用于模式代码的使用实例说明)

代码结构:

技术图片

模式相关代码:

Aggregrate接口:

技术图片
package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign;

public interface Aggregate 
    public abstract Iterator iterator();
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Iterator接口:

技术图片
package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign;

public interface Iterator 
    public abstract boolean hasNext();
    public abstract Object next();
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模式实现演示:

Book书籍类:

技术图片
package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndemostrate;

public class Book 
    private String name;

    public Book(String name)
        this.name = name;
    

    public String getName() 
        return name;
    
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BookShelf书架类(类似模拟一个集合类):

技术图片
package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign.Aggregate;
import com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign.Iterator;

public class BookShelf implements Aggregate 

    private Book books[];
    private int last = 0;

    public BookShelf(int size)
        this.books = new Book[size];
    

    public Book getBookAt(int index)
        return books[index];
    

    public void appendBook(Book book)
        this.books[last] = book;
        last++;
    

    public int getLength()
        return last;
    

    @Override
    public Iterator iterator() 
        return new BookShelfIterator(this);
    
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迭代器类(实现了书架类(模拟集合)中元素的迭代):

技术图片
package com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.iteratorpattern.patterndesign.Iterator;

public class BookShelfIterator implements Iterator 
    private BookShelf bookShelf;
    private int index;

    public BookShelfIterator(BookShelf bookShelf)
        this.bookShelf = bookShelf;
        this.index = 0;
    

    public boolean hasNext()
        return index < bookShelf.getLength();
    

    public Object next()
        Book book = bookShelf.getBookAt(index);
        index++;
        return book;
    
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运行结果:

技术图片

 

四、相关的模式

  • Visitor模式(访问者模式):迭代模式仅仅遍历取出元素,并没有做任何处理,如果遍历元素的同时对每个元素做相同的处理,则这种模式是visitor模式(访问者模式);
  • Factory Method模式(工厂方法模式):在iterator方法中生成Iterator实例时可能采用到工厂方法模式;

 

 

此随笔参照中国工信出版集团,人民邮电出版社的《图解设计模式》梳理。

以上是关于一天一个设计模式——迭代器模式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

迭代器模式c++实现

迭代器模式c++实现

迭代器模式c++实现

Java设计模式之迭代器模式

设计模式 行为型模式 实例 -- 迭代器模式实例:迭代数组

迭代器模式(Iterator Pattern)