迭代器模式

Published on 2016 - 07 - 17

迭代器模式的定义

迭代器模式(Iterator Pattern)目前已经是一个没落的模式,基本上没人会单独写一个迭代器,除非是产品性质的开发,其定义如下:

Provide a way to access the elements of an aggregate object sequentially without exposing its underlying representation.(它提供一种方法访问一个容器对象中各个元素,而又不需暴露该对象的内部细节。)

迭代器是为容器服务的,那什么是容器呢? 能容纳对象的所有类型都可以称之为容器,例如Collection集合类型、Set类型等,迭代器模式就是为解决遍历这些容器中的元素而诞生的。其通用类图,如图3所示。

迭代器模式提供了遍历容器的方便性,容器只要管理增减元素就可以了,需要遍历时交由迭代器进行。迭代器模式正是由于使用得太频繁,所以大家才会忽略,我们来看看迭代器模式中的各个角色:

  • Iterator抽象迭代器

抽象迭代器负责定义访问和遍历元素的接口,而且基本上是有固定的3个方法:first()获得第一个元素,next()访问下一个元素,isDone()是否已经访问到底部(Java叫做hasNext()方法)。

  • ConcreteIterator具体迭代器

具体迭代器角色要实现迭代器接口,完成容器元素的遍历。

  • Aggregate抽象容器

容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口,必然提供一个类似createIterator()这样的方法,在Java中一般是iterator()方法。

  • Concrete Aggregate具体容器

具体容器实现容器接口定义的方法,创建出容纳迭代器的对象。

我们来看迭代器模式的通用源代码,先看抽象迭代器Iterator,如代码清单9所示。

public interface Iterator {
     //遍历到下一个元素
     public Object next();
     //是否已经遍历到尾部
     public boolean hasNext();
     //删除当前指向的元素
     public boolean remove();
}

具体迭代器如代码清单10所示。

public class ConcreteIterator implements Iterator {
     private Vector vector = new Vector();
     //定义当前游标
     public int cursor = 0;
     @SuppressWarnings("unchecked")
     public ConcreteIterator(Vector _vector){
             this.vector = _vector;
     }
     //判断是否到达尾部
     public boolean hasNext() {
             if(this.cursor == this.vector.size()){
                    return false;
             }else{
                    return true;
             }
     }
     //返回下一个元素
     public Object next() {
             Object result = null;
             if(this.hasNext()){
                    result = this.vector.get(this.cursor++);
             }else{
                    result = null;
             }
             return result;
     }
     //删除当前元素
     public boolean remove() {
             this.vector.remove(this.cursor);
             return true;
     }
}

注意 开发系统时,迭代器的删除方法应该完成两个逻辑:一是删除当前元素,二是当前游标指向下一个元素。

抽象容器如代码清单11所示。

public interface Aggregate {
     //是容器必然有元素的增加
     public void add(Object object);
     //减少元素
     public void remove(Object object);
     //由迭代器来遍历所有的元素
     public Iterator iterator();
}

具体容器如代码清单12所示。

public class ConcreteAggregate implements Aggregate {
     //容纳对象的容器
     private Vector vector = new Vector();
     //增加一个元素
     public void add(Object object) {
             this.vector.add(object);
     }
     //返回迭代器对象
     public Iterator iterator() {
             return new ConcreteIterator(this.vector);
     }
     //删除一个元素
     public void remove(Object object) {
             this.remove(object);
     }
}

场景类如代码清单13所示。

public class Client {
     public static void main(String[] args) {
             //声明出容器
             Aggregate agg = new ConcreteAggregate();
             //产生对象数据放进去
             agg.add("abc");
             agg.add("aaa");
             agg.add("1234");     
            //遍历一下
             Iterator iterator = agg.iterator();
             while(iterator.hasNext()){
                     System.out.println(iterator.next());
             }
     }
}

简单地说,迭代器就类似于一个数据库中的游标,可以在一个容器内上下翻滚,遍历所有它需要查看的元素。

迭代器模式的应用

从JDK 1.2版本开始增加java.util.Iterator这个接口,并逐步把Iterator应用到各个聚集类(Collection)中,我们来看JDK 1.5的API帮助文件,你会看到有一个叫java.util.Iterable的接口,看看有多少个接口继承了它:

BeanContext,
BeanContextServices,
BlockingQueue<E>,
Collection<E>,
List<E>,
Queue<E>,
Set<E>,
SortedSet<E>,

再看看有它多少个实现类:

AbstractCollection,
AbstractList,
AbstractQueue,
AbstractSequentialList,
AbstractSet,
ArrayBlockingQueue,
ArrayList,
AttributeList,
BeanContextServicesSupport,
BeanContextSupport,
ConcurrentLinkedQueue,
CopyOnWriteArrayList,
CopyOnWriteArraySet,
DelayQueue,
EnumSet,
HashSet,
JobStateReasons,
LinkedBlockingQueue,
LinkedHashSet,
LinkedList,
PriorityBlockingQueue,
PriorityQueue,
RoleList,
RoleUnresolvedList,
Stack,
SynchronousQueue,
TreeSet,
Vector,

基本上我们经常使用的类都在这个表中了,也正是因为Java把迭代器模式已经融入到基本API中了,我们才能如此轻松、便捷。

我们再来看看Iterable接口。java.util.Iterable接口只有一个方法:iterator(),也就说,通过iterator()这个方法去遍历聚集类中的所有方法或属性,基本上现在所有的高级语言都有Iterator这个接口或者实现,Java已经把迭代器给我们准备好了,我们再去写迭代器,就有点多余了。所以呀,这个迭代器模式也有点没落了,基本上很少有项目再独立写迭代器了,直接使用Collection下的实现类就可以完美地解决问题。

迭代器现在应用得越来越广泛了,甚至已经成为一个最基础的工具。一些大师级人物甚至建议把迭代器模式从23个模式中删除,为什么呢?就是因为现在它太普通了,已经融入到各个语言和工具中了,比如PHP中你能找到它的身影,Perl也有它的存在,甚至是前台的页面技术AJAX也可以有它的出现(如在Struts2中就可以直接使用iterator)。基本上,只要你不是在使用那些古董级(指版本号)的编程语言的话,都不用自己动手写迭代器。

参考文档