【行为型模型】迭代器模式

一、迭代器模式概述

迭代器模式定义：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其内部的表示。把游走的任务放在送代器上，而不是聚合上。这样简化了聚含的接口和实现,也让责任各得其所。(对象行为型)

• 迭代器模式的优缺点 ：

  • 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；
  • 缺点 ：
    • 增加了类的个数，这在一定程度上增加了系统的复杂性。

• 适用环境 ：

  • 内容保密 : 访问集合对象的内容 , 无需暴露内部表示 ;
  • 统一接口 : 为遍历不同的集合结构 , 提供统一接口。

二、代码实现

迭代器模式主要包含四个角色：

• **抽象聚合（Aggregate）**角色：定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
• **具体聚合（ConcreteAggregate）**角色：实现抽象聚合类，返回一个具体迭代器的实例。
• **抽象迭代器（Iterator）**角色：定义访问和遍历聚合元素的接口，通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
• **具体迭代器（Concretelterator）**角色：实现抽象迭代器接口中所定义的方法，完成对聚合对象的遍历，记录遍历的当前位置。

2.1 抽象聚合(MenuItem)

package iterator.Menu;
//抽象聚合角色
public class MenuItem {
    // 名称
    String name;
    // 描述
    String description;
    // 是否为素食
    boolean vegetarian;
    // 价格
    double price;

    public MenuItem(String name,
                    String description,
                    boolean vegetarian,
                    double price) {
        this.name = name;
        this.description = description;
        this.vegetarian = vegetarian;
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public boolean isVegetarian() {
        return vegetarian;
    }
}

2.2 具体聚合(DinnerMenu)

package iterator.Menu;
//菜单类
public class DinnerMenu {
	// 菜单总数
    private final static int MAX_NUMBER_OF_ITEMS = 4;
    private MenuItem[] menuItems;
    // 菜单量
    private int numberOfItems = 0;
    // 初始化数组，添加菜单内容
    public DinnerMenu() {
        menuItems = new MenuItem[MAX_NUMBER_OF_ITEMS];
        addItem("pancake1", "good1", true, 10.5);
        addItem("pancake2", "good2", false, 11.5);
        addItem("pancake3", "good3", true, 12.5);
        addItem("pancake4", "good4", false, 13.5);
    }
    // 创建一个添加菜单方法
    public void addItem(String name, String description, boolean vegetarian, double prive) {
        MenuItem menuItem = new MenuItem(name, description, vegetarian, prive);
        if (numberOfItems >= MAX_NUMBER_OF_ITEMS) {
            throw new RuntimeException("超过最大数量");
        } else {
        	//菜单没满可以继续添加
            menuItems[numberOfItems] = menuItem;
            numberOfItems++;
        }
    }

    // 使用迭代器遍历菜单
    public Iterator createIterator() {
        return new DinnerMenuIterator(this.menuItems);
    }
    //..其他方法
}

2.3 抽象迭代器

package iterator.Menu;
//抽象迭代器
public interface Iterator {
    // hasNext()方法返回一个布尔值，让我们知道是否还有更多的元素
    boolean hasNext();
    // next()方法返回下一个元素
    Object next();
}

2.4 具体迭代器(DinnerMenuIterator)

package iterator.Menu;
//具体迭代器，餐厅菜单
public class DinnerMenuIterator implements Iterator {
    MenuItem[] items;
    // iteratorIndex记录当前数组遍历的位置
    int iteratorIndex = 0;;

    // 构造器需要被传入一个菜单项的数组当做参数
    public DinnerMenuIterator(MenuItem[] items) {
        this.items = items;
    }

    // next()方法返回数组内的下一项，并递增其位置
    public Object next() {
        MenuItem menuItem = items[iteratorIndex];
        iteratorIndex = iteratorIndex + 1;
        return menuItem;
    }

    // hasNext()方法会检查我们是否已经取得数组内所有的元素。
    // 如果还有元素待遍历，则返回true
    public boolean hasNext() {
        if (iteratorIndex >= items.length || items[iteratorIndex] == null) {
            return false;
        } else {
            return true;
        }
    }
}

2.5 服务员(Waitress)

package iterator.Menu;
//服务员
public class Waitress {
    PancakeHouseMenu pancakeHouseMenu;
    DinnerMenu dinnerMenu;

    // 在构造器中，女招待照顾两个菜单
    public Waitress(PancakeHouseMenu pancakeHouseMenu, DinnerMenu dinnerMenu) {
        this.pancakeHouseMenu = pancakeHouseMenu;
        this.dinnerMenu = dinnerMenu;
    }

    public void printMenu() {
        // 这个printMenu()方法为每一个菜单各自创建一个迭代器
        Iterator pancakeIterator = pancakeHouseMenu.createIterator();
        Iterator dinnerIterator = dinnerMenu.createIterator();
        // 然后调用重载的printMenu()，将迭代器传入
        printMenu(pancakeIterator);
        System.out.println("\nLunch");
        // 调用下面重载的方法
        printMenu(dinnerIterator);
    }

    // 这个重载的printMenu()方法，使用迭代器来遍历菜单项并打印出来
    // 使用迭代器(一次循环即可)来遍历菜单项并打印出来,只调用Iterator接口
    private void printMenu(Iterator iterator) {
        while (iterator.hasNext()) {
            MenuItem menuItem = (MenuItem) iterator.next();
            System.out.println(menuItem.getName() + " " +
                    menuItem.getPrice() + " " + menuItem.getDescription());
        }
    }
}

2.6 main方法实现迭代器(Test)

package iterator.Menu;

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		PancakeHouseMenu pancakeHouseMenu = new PancakeHouseMenu();        
        DinnerMenu dineMenu = new DinnerMenu();
        /**
         *两个菜单都实现一样的方法，但是并没有实现相同的接口，
         *女招待还是要依赖两个具体实现的菜单类
         *后面就要修改这里
         *
         */
        Waitress waitress = new Waitress(pancakeHouseMenu, dineMenu);
        waitress.printMenu();
	}

}

2.7 UML图

三、代码结构图