行为模式之-迭代器模式

19.1 看一个具体的需求

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。如图：

19.2 传统的设计方案(类图)

19.3 传统的方式的问题分析

1. 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
2. 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
3. 解决方案：=> 迭代器模式

19.4 迭代器模式基本介绍

1. 迭代器模式（Iterator Pattern）是常用的设计模式，属于行为型模式
2. 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。
3. 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。

19.5 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)

1. Iterator ： 迭代器接口，是系统提供，含义 hasNext, next, remove
2. ConcreteIterator : 具体的迭代器类，管理迭代
3. Aggregate :一个统一的聚合接口， 将客户端和具体聚合解耦
4. 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
5. Client :客户端，通过 Iterator 和Aggregate 依赖子类

19.6 迭代器模式应用实例

1. 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。
2. 设计思路分析

3)代码实现

//1.系
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;}
}

import java.util.Iterator;// 2.具体迭代器
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;}@Overridepublic boolean hasNext() {if (position >= departments.length || departments[position] == null) {return false;} else {return true;}}@Overridepublic Object next() {Department department = departments[position];position += 1;return department;}@Overridepublic void remove() {}
}import java.util.Iterator;
import java.util.List;// 2.具体迭代器
public class InfoCollegeIterator implements Iterator {List<Department> departmentList;int index = -1; //索引public InfoCollegeIterator(List<Department> departmentList) {this.departmentList = departmentList;}@Overridepublic boolean hasNext() {if (index >= departmentList.size() - 1) {return false;} else {index += 1;return true;}}@Overridepublic Object next() {return departmentList.get(index);}@Overridepublic void remove() {}
}

import java.util.Iterator;// 3.学院
public interface College {public String getName();public void addDepartment(String name, String desc);public Iterator createIterator();}

import java.util.Iterator;// 4.使用迭代器
public class ComputerCollege implements College {Department departments[];int nums = 0;public ComputerCollege() {departments = new Department[5];addDepartment("网络安全", "网络安全");addDepartment("信息对抗", "信息对抗");addDepartment("黑客", "黑客");}@Overridepublic String getName() {return "计算机学院";}@Overridepublic void addDepartment(String name, String desc) {Department department = new Department(name, desc);departments[nums] = department;nums += 1;}@Overridepublic Iterator createIterator() {return new ComputerCollegeIterator(departments);}
}import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;// 4.使用迭代器
public class InfoCollege implements College {List<Department> departmentList;public InfoCollege() {departmentList = new ArrayList<>();addDepartment("通信工程", "通信工程");addDepartment("信息安全", "信息安全");}@Overridepublic String getName() {return "信息工程";}@Overridepublic void addDepartment(String name, String desc) {Department department = new Department(name, desc);departmentList.add(department);}@Overridepublic Iterator createIterator() {return new InfoCollegeIterator(departmentList);}
}

import java.util.Iterator;
import java.util.List;// 5.统一遍历
public class OutPut {public List<College> colleges;public OutPut(List<College> colleges) {this.colleges = colleges;}public void printCollege() {Iterator<College> iterator = colleges.iterator();while (iterator.hasNext()) {College college = iterator.next();System.out.println("---------------------------");System.out.println("学院名字是：" + college.getName());printDepartment(college);}}public void printDepartment(College college) {Iterator iterator = college.createIterator();while (iterator.hasNext()) {Department department = (Department) iterator.next();System.out.println(department.getName());}}
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;// 6.客户端测试
public class Client {public static void main(String[] args) {List<College> colleges = new ArrayList<>();colleges.add(new ComputerCollege());colleges.add(new InfoCollege());OutPut outPut = new OutPut(colleges);outPut.printCollege();}
}

19.7 迭代器模式在 JDK-ArrayList 集合应用的源码分析

1. JDK 的ArrayList集合中就使用了迭代器模式
2. 代码分析+类图+说明

3. 对类图的角色分析和说明

• 内部类 Itr 充当具体实现迭代器 Iterator 的类， 作为 ArrayList 内部类
• List 就是充当了聚合接口，含有一个 iterator() 方法，返回一个迭代器对象
• ArrayList 是实现聚合接口 List 的子类，实现了 iterator()
• Iterator 接口系统提供
• 迭代器模式解决了 不同集合(ArrayList ,LinkedList) 统一遍历问题

19.8 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

• 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