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

java

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;
   }
   
}

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

java

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
   @Override
   public boolean hasNext() {
      if(position >= departments.length || departments[position] == null) {
         return false;
      }else {
      
         return true;
      }
   }

   @Override
   public Object next() {
      Department department = departments[position];
      position += 1;
      return department;
   }
   
   //删除的方法，默认空实现
   public void remove() {
      
   }

}

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
   @Override
   public boolean hasNext() {
      if(position >= departments.length || departments[position] == null) {
         return false;
      }else {
      
         return true;
      }
   }

   @Override
   public 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

java

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
	@Override
	public boolean hasNext() {
		if(index >= departmentList.size() - 1) {
			return false;
		} else {
			index += 1;
			return true;
		}
	}

	@Override
	public Object next() {
		return departmentList.get(index);
	}
	
	//空实现remove
	public void remove() {
		
	}

}

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
	@Override
	public boolean hasNext() {
		if(index >= departmentList.size() - 1) {
			return false;
		} else {
			index += 1;
			return true;
		}
	}

	@Override
	public Object next() {
		return departmentList.get(index);
	}
	
	//空实现remove
	public void remove() {
		
	}

}

添加数据

院系接口

java

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 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();
}

java

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 ");
      
   }
   
   
   @Override
   public String getName() {
      return "计算机学院";
   }

   @Override
   public void addDepartment(String name, String desc) {
      Department department = new Department(name, desc);
      departments[numOfDepartment] = department;
      numOfDepartment += 1;
   }

   @Override
   public Iterator createIterator() {
      return new ComputerCollegeIterator(departments);
   }

}

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 ");
      
   }
   
   
   @Override
   public String getName() {
      return "计算机学院";
   }

   @Override
   public void addDepartment(String name, String desc) {
      Department department = new Department(name, desc);
      departments[numOfDepartment] = department;
      numOfDepartment += 1;
   }

   @Override
   public Iterator createIterator() {
      return new ComputerCollegeIterator(departments);
   }

}

java

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 ");
   }
   
   @Override
   public String getName() {
      return "信息工程学院";
   }

   @Override
   public void addDepartment(String name, String desc) {
      Department department = new Department(name, desc);
      departmentList.add(department);
   }

   @Override
   public Iterator createIterator() {
      return new InfoColleageIterator(departmentList);
   }

}

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 ");
   }
   
   @Override
   public String getName() {
      return "信息工程学院";
   }

   @Override
   public void addDepartment(String name, String desc) {
      Department department = new Department(name, desc);
      departmentList.add(department);
   }

   @Override
   public Iterator createIterator() {
      return new InfoColleageIterator(departmentList);
   }

}

输出

java

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Iterator
      Iterator<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());
      }
   }
   
}

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Iterator
      Iterator<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

java

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();
   }

}

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

java

=== 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

=== 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

迭代器模式 ​

1.迭代器模式基本介绍 ​

2.迭代器模式的原理类图 ​

3.应用场景 ​

3.1 传统方式 ​

3.2 迭代器模式应用实例 ​

4.迭代器模式的注意事项和细节 ​

迭代器模式

1.迭代器模式基本介绍

2.迭代器模式的原理类图

3.应用场景

3.1 传统方式

3.2 迭代器模式应用实例

4.迭代器模式的注意事项和细节