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迭代器模式(Iterator)

引子

设计模式的六大原则

在现实生活以及程序设计中,经常要访问一个聚合对象中的各个元素,如“数据结构”中的链表遍历,通常的做法是将链表的创建和遍历都放在同一个类中,但这种方式不利于程序的扩展,如果要更换遍历方法就必须修改程序源代码,这违背了 “开闭原则”。

既然将遍历方法封装在聚合类中不可取,那么聚合类中不提供遍历方法,将遍历方法由用户自己实现是否可行呢?答案是同样不可取,因为这种方式会存在两个缺点:

  1. 暴露了聚合类的内部表示,使其数据不安全;
  2. 增加了客户的负担。

“迭代器模式”能较好地克服以上缺点,它在客户访问类与聚合类之间插入一个迭代器,这分离了聚合对象与其遍历行为,对客户也隐藏了其内部细节,且满足“单一职责原则”和“开闭原则”,如 Java 中的 Collection、List、Set、Map 等都包含了迭代器。

迭代器模式在生活中应用的比较广泛,比如:物流系统中的传送带,不管传送的是什么物品,都会被打包成一个个箱子,并且有一个统一的二维码。这样我们不需要关心箱子里是什么,在分发时只需要一个个检查发送的目的地即可。再比如,我们平时乘坐交通工具,都是统一刷卡或者刷脸进站,而不需要关心是男性还是女性、是残疾人还是正常人等信息。

迭代器模式(Iterator)

提供一种方法来顺序访问聚合对象中的一系列数据,而不暴露聚合对象的内部表示。

定义与特点

意图:提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又无须暴露该对象的内部表示。

主要解决:不同的方式来遍历整个整合对象。

何时使用:遍历一个聚合对象。

如何解决:把在元素之间游走的责任交给迭代器,而不是聚合对象。

关键代码:定义接口:hasNext, next。

定义

迭代器(Iterator)模式的定义:提供一个对象来顺序访问聚合对象中的一系列数据,而不暴露聚合对象的内部表示。迭代器模式是一种对象行为型模式,

主要优点
  1. 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示。
  2. 遍历任务交由迭代器完成,这简化了聚合类。
  3. 它支持以不同方式遍历一个聚合,甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历。
  4. 增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码。
  5. 封装性良好,为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。
主要缺点

增加了类的个数,这在一定程度上增加了系统的复杂性。

结构与实现

结构

迭代器模式是通过将聚合对象的遍历行为分离出来,抽象成迭代器类来实现的,其目的是在不暴露聚合对象的内部结构的情况下,让外部代码透明地访问聚合的内部数据。现在我们来分析其基本结构与实现方法。

  1. 模式的结构

迭代器模式主要包含以下角色。

  • 抽象聚合(Aggregate)角色:定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
  • 具体聚合(ConcreteAggregate)角色:实现抽象聚合类,返回一个具体迭代器的实例。
  • 抽象迭代器(Iterator)角色:定义访问和遍历聚合元素的接口,通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
  • 具体迭代器(Concretelterator)角色:实现抽象迭代器接口中所定义的方法,完成对聚合对象的遍历,记录遍历的当前位置。

角色有哪些?
设计图

实现

写实现代码

应用场景

前面介绍了关于迭代器模式的结构与特点,下面介绍其应用场景,迭代器模式通常在以下几种情况使用。

  • 当需要为聚合对象提供多种遍历方式时。
  • 当需要为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口时。
  • 当访问一个聚合对象的内容而无须暴露其内部细节的表示时。

扩展

http://c.biancheng.net/view/1395.html

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