初识设计模式 - 迭代器模式

简介

迭代器设计模式（Iterator Design Pattern），也叫作游标设计模式（Cursor Design Pattern）。

迭代器模式将集合对象的遍历操作从集合类中拆分出来，放到迭代器类中，让两者的职责更加单一。

其定义是，提供一种方法来访问聚合对象，而不暴露这个对象的内部实现。

典型实现

首先，定义一个用于遍历聚合对象中所存储元素的抽象迭代器接口，其代码示例如下：

public interface Iterator {
    // 将游标指向第一个元素
    public void first();
    // 将游标指向下一个元素
    public void next();
    // 判断是否存在下一个元素
    public boolean hasNext();
    // 获取游标指向的当前元素
    public Object currentItem();
}

然后，我们通常将存储数据的类称作为聚合类，一般会在聚合类中创建迭代器对象，如下是抽象聚合接口的代码示例：

public interface Aggregate {
    public Iterator creteIterator();
}

在具体迭代器类中，我们需要注入聚合对象，以便后续使用迭代器时能访问到其数据，其代码示例如下：

public class ConcreteIterator implements Iterator {
    private Aggregate objects;
    private Object cursor;
 
    public ConcreteIterator(Aggregate objects) {
        this.objects = objects;
    }
 
    // 将游标指向第一个元素
    public void first() {}
    // 将游标指向下一个元素
    public void next() {}
    // 判断是否存在下一个元素
    public boolean hasNext() {}
    // 获取游标指向的当前元素
    public Object currentItem() {}
}

在具体聚合类中，通常是实现存储数据的逻辑，以及指定具体迭代器的对象，其代码示例如下：

public class ConcreteAggregate implements Aggregate {
    public Iterator creteIterator() {
        return new ConcreteIterator(this);
    }
}

总结

优点

迭代器模式的主要优点如下：

• 封装性良好，访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部实现
• 将遍历操作交给迭代器，简化了复杂聚合类的设计
• 支持以不同的方式遍历聚合对象，在同一个聚合对象上可以定义多种遍历方式
• 增加新的聚合类和迭代器类都很方便，满足开闭原则

缺点

迭代器模式的主要缺点如下：

• 迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数成对增加
• 抽象迭代器的设计难度较大，需要充分考虑系统将来的扩展

适用场景

迭代器模式的适用场景如下：

• 访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部实现
• 需要为一个聚合对象提供多种遍历方式
• 为遍历不同的聚合对象提供一个统一的接口

源码

在 Java 中，迭代器的应用非常广。

最顶层的 Collection 集合接口继承了 Iterable 接口，其实表明了所有的集合对象都是可迭代对象，并且都需要实现获取 Iterator 对象的方法。

将这个源码映射到典型实现中，Iterable 接口和 Collection 接口就是抽象聚合接口，Iterator 接口则是抽象迭代器接口。