迭代器模式：分离遍历逻辑与数据结构，实现统一访问接口与灵活扩展

news2024/11/16 21:44:35

文章目录

一、引言
二、应用场景与技术背景
三、模式定义与实现
四、优缺点分析
总结：

一、引言

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为型设计模式，它提供了一种方法顺序访问聚合对象的元素，而又不暴露其底层表示。迭代器模式使得遍历不同的集合结构时，客户端代码可以一致处理，从而实现了数据访问的统一接口。

二、应用场景与技术背景

迭代器模式适用于以下场景：

需要为不同类型的集合提供一致的遍历方式，例如数组、链表、树等。
不想暴露集合内部的存储结构和实现细节，仅希望提供遍历操作。

例如，在数据库操作中，不同的查询结果可能是列表、集合或其他类型的容器，但客户端都希望通过相同的接口逐条访问查询结果。

三、模式定义与实现

迭代器模式的核心组成部分包括：

在这里插入图片描述

Iterator（迭代器角色）：定义访问和遍历元素的接口，通常包含hasNext()、next()等方法。
ConcreteIterator（具体迭代器角色）：实现Iterator接口，负责跟踪当前遍历位置，并通过调用集合的相关方法来获取下一个元素。
Aggregate（聚合角色）：定义创建迭代器对象的接口，通常是createIterator()方法。

以遍历集合为例，我们来具体实现迭代器模式：

定义迭代器接口（Iterator）：

public interface Iterator<T> {
    boolean hasNext();
    T next();
}

定义具体迭代器类（ConcreteIterator）：创建一个名为ArrayListIterator的类，实现Iterator接口。

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListIterator<T> implements Iterator<T> {
    private ArrayList<T> list;
    private int position = 0;

    public ArrayListIterator(ArrayList<T> list) {
        this.list = list;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return position < list.size();
    }

    @Override
    public T next() {
        if (!hasNext()) {
            throw new IllegalStateException("没有更多元素");
        }
        return list.get(position++);
    }
}

定义聚合角色（Aggregate）：假设我们有一个ArrayListCollection类，它可以创建并返回一个针对自身集合的迭代器。

public class ArrayListCollection<T> {
    private ArrayList<T> list;

    public ArrayListCollection() {
        list = new ArrayList<>();
    }

    public void add(T item) {
        list.add(item);
    }

    public Iterator<T> createIterator() {
        return new ArrayListIterator<>(list);
    }
}

应用端使用：客户端可以通过调用ArrayListCollection的createIterator()方法获取迭代器，然后使用迭代器接口进行遍历。

public class IteratorPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayListCollection<String> collection = new ArrayListCollection<>();
        collection.add("Apple");
        collection.add("Banana");
        collection.add("Cherry");

        Iterator<String> iterator = collection.createIterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}