设计模式—迭代器模式

迭代器模式（Iterator Pattern），提供一个对象来顺序访问聚合对象中的一系列数据，而不暴露聚合对象的内部表示。
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迭代器模式是通过将聚合对象的遍历行为分离出来，抽象成迭代器类来实现的，其目的是在不暴露聚合对象的内部结构的情况下，让外部代码透明地访问聚合的内部数据。

迭代器模式（Iterator）实际上在Java的集合类中已经广泛使用了。我们以List为例，要遍历ArrayList，即使我们知道它的内部存储了一个Object[]数组，也不应该直接使用数组索引去遍历，因为这样需要了解集合内部的存储结构。如果使用Iterator遍历，那么，ArrayList和LinkedList都可以以一种统一的接口来遍历：

List<String> list = ...
for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext(); ) {
    String s = it.next();
}

迭代器模式的组成如下：

迭代器模式的优点

1. 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示
2. 遍历任务交由迭代器完成，这简化了聚合类
3. 它支持以不同方式遍历一个聚合，甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历
4. 增加新的聚合类和迭代器类都很方便，无须修改原有代码
5. 封装性良好，为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口

迭代器模式的缺点

1. 增加了类的个数，这在一定程度上增加了系统的复杂性

迭代器模式应用场景

1. 当需要为聚合对象提供多种遍历方式时
2. 当需要为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口时
3. 当访问一个聚合对象的内容而无须暴露其内部细节的表示时

迭代器模式使用示例

public class IteratorPattern {
    //抽象迭代器：定义访问和遍历聚合元素的接口，通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法
    interface Iterator {
        Object first();
        Object next();
        boolean hasNext();
    }
    // 抽象聚合：定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口
    private interface Aggregate {
        void add(Object obj);
        void remove(Object obj);
        Iterator getIterator();
    }
    //具体聚合：实现抽象聚合类，返回一个具体迭代器的实例
    static class ConcreteAggregate implements Aggregate {
        private List<Object> list = new ArrayList<>();
        public void add(Object obj) {
            list.add(obj);
        }
        public void remove(Object obj) {
            list.remove(obj);
        }
        public Iterator getIterator() {
            return (new ConcreteIterator(list));
        }
    }
    //具体迭代器
    static class ConcreteIterator implements Iterator {
        private List<Object> list = null;
        private int index = -1;
        public ConcreteIterator(List<Object> list) {
            this.list = list;
        }
        public boolean hasNext() {
            if (index < list.size() - 1) {
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        }
        public Object first() {
            index = 0;
            return list.get(index);
        }
        public Object next() {
            Object obj = null;
            if (this.hasNext()) {
                obj = list.get(++index);
            }
            return obj;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Aggregate ag = new ConcreteAggregate();
        ag.add("中山大学");
        ag.add("华南理工");
        ag.add("韶关学院");
        System.out.println("聚合的内容有：");
        Iterator it = ag.getIterator();
        while (it.hasNext()) {
            Object ob = it.next();
            System.out.println("\t" + ob.toString());
        }
        Object ob = it.first();
        System.out.println("\nFirst：" + ob.toString());
    }
}

程序运行结果如下：

:::success 聚合的内容有：
中山大学
华南理工
韶关学院

First：中山大学 :::