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06-04-设计模式 迭代器模式

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彼岸舞
发布2022-05-28 09:25:31
1300
发布2022-05-28 09:25:31
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文章被收录于专栏:java开发的那点事

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

传统解决方案

传统方案问题分析

  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

迭代器模式

基本介绍

  1. 迭代器模式(IteratorPattern)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。

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

应用案例

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

代码语言:javascript
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package com.flower.iterator;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        List<College> colleges = Arrays.asList(new ComputerCollege(), new InfoCollege());
        OutputImpl output = new OutputImpl(colleges);
        output.printCollege();
    }
}
class Dept{
    public String name;
    public String desc;

    @Override
    public String toString() {
        return "Dept{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", desc='" + desc + '\'' +
                '}';
    }
}
class ComputerCollegeIterator implements Iterator<Dept>{

    public Dept[] depts;

    public int position = 0;

    public ComputerCollegeIterator(Dept[] depts) {
        this.depts = depts;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return position < depts.length && depts[position] != null;
    }

    @Override
    public Dept next() {
        return depts[position++];
    }

    @Override
    public void remove() {
        depts[position] = null;
    }
}
class InfoCollegeIterator implements Iterator<Dept>{

    public List<Dept> depts;

    public int position = 0;

    public InfoCollegeIterator(List<Dept> depts) {
        this.depts = depts;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return position < depts.size() && depts.get(position) != null;
    }

    @Override
    public Dept next() {
        return depts.get(position++);
    }

    @Override
    public void remove() {
        depts.remove(position);
    }
}
interface College{
    String getName();
    void addDept(String name,String desc);
    Iterator<Dept> createIterator();
}
class ComputerCollege implements College{

    public Dept[] depts;

    public int index = 0;

    public ComputerCollege() {
        depts = new Dept[3];
        addDept("计算机1","计算机1");
        addDept("计算机2","计算机2");
        addDept("计算机3","计算机3");
    }

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

    @Override
    public void addDept(String name, String desc) {
        Dept dept = new Dept();
        dept.name = name;
        dept.desc = desc;
        depts[index++] = dept;
    }

    @Override
    public Iterator<Dept> createIterator() {
        return new ComputerCollegeIterator(depts);
    }
}
class InfoCollege implements College{

    public List<Dept> depts;

    public int index = 0;

    public InfoCollege() {
        depts = new ArrayList<>(3);
        addDept("信息1","信息1");
        addDept("信息2","信息2");
        addDept("信息3","信息3");
    }

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

    @Override
    public void addDept(String name, String desc) {
        Dept dept = new Dept();
        dept.name = name;
        dept.desc = desc;
        depts.add(dept);
    }

    @Override
    public Iterator<Dept> createIterator() {
        return new InfoCollegeIterator(depts);
    }
}
class OutputImpl{
    List<College> colleges;

    public OutputImpl(List<College> colleges) {
        this.colleges = colleges;
    }

    public void printCollege(){
        colleges.forEach(college -> {
            String name = college.getName();
            System.out.println(name);
            printDept(college.createIterator());
        });
    }

    public void printDept(Iterator<Dept> iterator){
        while (iterator.hasNext()){
            Dept next = iterator.next();
            System.out.println(next);
        }
    }
}

源码剖析

JDK源码

不用想都知道,坑定是List

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

迭代器模式的注意事项和细节

  • 优点
    • 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。
    • 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。
    • 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。
    • 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
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原始发表:2022-05-27,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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