一、什么是迭代器模式
迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为型设计模式，允许客户端通过统一的接口顺序访问一个集合对象中的元素，而无需暴露集合对象的内部实现。这个模式主要用于访问聚合对象（如集合、数组等）中的元素，并且能够支持不同类型的聚合对象。
主要角色：
- Iterator（迭代器） ：提供遍历集合元素的接口，通常包括
hasNext()和next()方法。 - ConcreteIterator（具体迭代器） ：实现
Iterator接口，跟踪集合的当前状态，并实现集合的迭代。 - Aggregate（聚合接口）：定义创建迭代器的方法。
- ConcreteAggregate（具体聚合） ：实现
Aggregate接口，返回对应的具体迭代器。
二、迭代器模式的应用场景
迭代器模式通常应用于以下场景：
- 当需要顺序访问集合中的元素时，不需要知道具体的存储方式（例如数组、链表等）。
- 想要提供一个统一的遍历接口，支持多种不同类型的聚合对象。
- 当要对集合元素进行多次遍历时，可以减少代码重复性。
三、迭代器模式的优缺点
1.优点：
- 封装性：客户端无需了解集合的内部结构，通过迭代器统一访问集合元素。
- 灵活性：可以通过不同的迭代器实现来支持对不同类型集合的访问。
- 解耦：集合和客户端解耦，客户端只关心元素的顺序，而不需要关心集合的具体实现方式。
2.缺点：
- 增加复杂性：引入了额外的迭代器类和接口，代码结构可能变得更复杂。
- 性能问题：如果集合中元素较多，迭代器可能会增加额外的时间复杂度。
四、迭代器模式的代码实现
1.定义迭代器接口
首先，我们定义一个通用的迭代器接口 Iterator，它需要包含两个方法：hasNext() 和 next()。
java
public interface Iterator {
boolean hasNext();
String next();
}hasNext()：判断集合是否还有元素。next()：返回当前元素，并将迭代器指向下一个元素。
2. 创建具体迭代器类
然后，我们实现一个具体的迭代器类 BookIterator，来跟踪书籍集合的位置，并提供实际的遍历功能。
java
public class BookIterator implements Iterator {
private BookCollection bookCollection;
private int currentIndex = 0;
public BookIterator(BookCollection bookCollection) {
this.bookCollection = bookCollection;
}
@Override
public boolean hasNext() {
return currentIndex < bookCollection.getBooks().size();
}
@Override
public String next() {
if (hasNext()) {
return bookCollection.getBooks().get(currentIndex++);
}
return null;
}
}在 BookIterator 类中，我们维护一个 currentIndex 变量，用来追踪当前指向的位置。通过实现 hasNext() 和 next() 方法，我们可以顺序访问集合中的元素。
3. 创建聚合类
接下来，我们创建一个聚合类 BookCollection，它是一个包含多个书籍名称的集合。BookCollection 类需要提供方法来添加书籍，并返回具体的迭代器。
java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class BookCollection {
private List<String> books;
public BookCollection() {
books = new ArrayList<>();
}
public void addBook(String book) {
books.add(book);
}
public List<String> getBooks() {
return books;
}
public Iterator createIterator() {
return new BookIterator(this);
}
}4. 测试迭代器模式
最后，我们在 TestIterator 类中，创建一个 BookCollection 对象，并通过迭代器遍历其中的书籍：
java
public class TestIterator {
public static void main(String[] args) {
// 创建书籍集合
BookCollection bookCollection = new BookCollection();
// 添加书籍
bookCollection.addBook("Java设计模式");
bookCollection.addBook("软件工程导论");
bookCollection.addBook("JavaWeb");
bookCollection.addBook("软件设计师");
// 获取迭代器并遍历书籍
Iterator iterator = bookCollection.createIterator();
// 使用迭代器遍历书籍集合
while (iterator.hasNext()) {
String book = iterator.next();
System.out.println(book);
}
}
}5.输出
Java设计模式
软件工程导论
JavaWeb
软件设计师
五、代码解析
- Iterator 接口 ：定义了遍历集合的标准方法：
hasNext()和next()。 - ConcreteIterator（BookIterator） ：实现了
Iterator接口，具体负责遍历书籍集合，保持当前索引，并提供方法返回当前书籍。 - ConcreteAggregate（BookCollection）：表示一个书籍集合，提供方法添加书籍和创建迭代器。
- TestIterator ：测试类，用来展示如何创建
BookCollection对象并使用迭代器遍历书籍。
六、总结
迭代器模式通过提供一个统一的访问接口，使得客户端能够在不暴露集合内部结构的情况下，顺序访问集合中的元素。通过实现 Iterator 接口和具体的迭代器类，我们可以轻松地遍历各种集合对象。不过，它也增加了一定的复杂性，特别是在处理大型集合时，可能会影响性能。