迭代器模式

1.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。

2.迭代器模式的原理类图

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

3.应用场景

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：

3.1 传统方式

传统的设计方案(类图)

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

3.2 迭代器模式应用实例

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。

代码实现

遍历实现

部门

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;}}

工程学院迭代器

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator {//这里我们需要Department 是以怎样的方式存放=>数组Department[] departments;int position = 0; //遍历的位置public ComputerCollegeIterator(Department[] departments) {this.departments = departments;}//判断是否还有下一个元素@Overridepublic boolean hasNext() {if(position >= departments.length || departments[position] == null) {return false;}else {return true;}}@Overridepublic Object next() {Department department = departments[position];position += 1;return department;}//删除的方法，默认空实现public void remove() {}}

信息工程学院迭代器

public class InfoColleageIterator implements Iterator {List<Department> departmentList; // 信息工程学院是以List方式存放系int index = -1;//索引public InfoColleageIterator(List<Department> departmentList) {this.departmentList = departmentList;}//判断list中还有没有下一个元素@Overridepublic boolean hasNext() {if(index >= departmentList.size() - 1) {return false;} else {index += 1;return true;}}@Overridepublic Object next() {return departmentList.get(index);}//空实现removepublic void remove() {}}

添加数据

院系接口

public interface College {public String getName();//增加系的方法public void addDepartment(String name, String desc);//返回一个迭代器,遍历public Iterator  createIterator();
}

public class ComputerCollege implements College {Department[] departments;int numOfDepartment = 0 ;// 保存当前数组的对象个数public ComputerCollege() {departments = new Department[5];addDepartment("Java专业", " Java专业 ");addDepartment("PHP专业", " PHP专业 ");addDepartment("大数据专业", " 大数据专业 ");}@Overridepublic String getName() {return "计算机学院";}@Overridepublic void addDepartment(String name, String desc) {Department department = new Department(name, desc);departments[numOfDepartment] = department;numOfDepartment += 1;}@Overridepublic Iterator createIterator() {return new ComputerCollegeIterator(departments);}}

public class InfoCollege implements College {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("服务器安全专业", " 服务器安全专业 ");}@Overridepublic String getName() {return "信息工程学院";}@Overridepublic void addDepartment(String name, String desc) {Department department = new Department(name, desc);departmentList.add(department);}@Overridepublic Iterator createIterator() {return new InfoColleageIterator(departmentList);}}

输出

public class OutPutImpl {//学院集合List<College> collegeList;public OutPutImpl(List<College> collegeList) {this.collegeList = collegeList;}//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IteratorIterator<College> iterator = collegeList.iterator();while(iterator.hasNext()) {//取出一个学院College college = iterator.next();System.out.println("=== "+college.getName() +"=====" );printDepartment(college.createIterator()); //得到对应迭代器}}//输出 学院输出 系public void printDepartment(Iterator iterator) {while(iterator.hasNext()) {Department d = (Department)iterator.next();System.out.println(d.getName());}}}

测试类

public class Client {public static void main(String[] args) {//创建学院List<College> collegeList = new ArrayList<College>();ComputerCollege computerCollege = new ComputerCollege();InfoCollege infoCollege = new InfoCollege();collegeList.add(computerCollege);collegeList.add(infoCollege);OutPutImpl outPutImpl = new OutPutImpl(collegeList);outPutImpl.printCollege();}}

测试结果

=== 计算机学院=====
Java专业
PHP专业
大数据专业
=== 信息工程学院=====
信息安全专业
网络安全专业
服务器安全专业

4.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。
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