【地铁上的设计模式】--行为型模式：迭代器模式
什么是迭代器模式
迭代器模式是一种行为型设计模式，它提供了一种遍历聚合对象中各个元素的方法，而不需要暴露该聚合对象的内部表示。这个模式分离了聚合对象的遍历行为，使得遍历算法能够与聚合对象分离开来，从而可以在不改变聚合对象的情况下定义新的遍历操作。迭代器模式由迭代器接口、具体迭代器类、聚合接口和具体聚合类等组成，其中迭代器接口定义了访问和遍历元素的方法，而聚合接口定义了创建迭代器的方法。迭代器模式的实现可以大大简化遍历聚合对象中元素的代码，同时也可以方便地新增不同类型的迭代器，从而为聚合对象提供不同的遍历行为。
如何实现迭代器模式
迭代器模式的实现步骤如下：
- 定义抽象迭代器接口（Iterator），其中包含 hasNext() 和 next() 方法，分别用于判断是否还有下一个元素和获取下一个元素。
- 定义抽象聚合接口（Aggregate），其中包含 createIterator() 方法，用于创建对应的迭代器。
- 实现具体的聚合类（ConcreteAggregate），实现聚合接口，并实现 createIterator() 方法，返回对应的具体迭代器实例。
- 实现具体的迭代器类（ConcreteIterator），实现迭代器接口，实现 hasNext() 和 next() 方法，用于遍历聚合对象中的元素。
- 在客户端代码中，通过调用聚合类的 createIterator() 方法获取迭代器实例，并使用迭代器的 hasNext() 和 next() 方法遍历聚合对象中的元素。
迭代器模式的核心思想是将聚合对象与迭代器对象分离，使得聚合对象的内部结构和元素遍历算法可以独立变化，从而提高了代码的灵活性和可维护性。
Java实现 以下是 Java 实现迭代器模式的示例代码：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> names = new ArrayList<String>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
names.add("Charlie");
Iterator<String> it = names.iterator();
while (it.hasNext()) {
String name = it.next();
System.out.println(name);
}
}
}在这个示例中，我们使用 ArrayList 存储了一些字符串，然后通过调用 iterator() 方法获取到了一个迭代器 it，并使用 while 循环和 hasNext() 和 next() 方法来遍历所有元素并打印它们的值。
Tip：Java 标准库已经提供了迭代器接口
Iterator，所以在实现迭代器模式时可以直接使用标准库提供的接口。如果需要自定义迭代器，只需要实现Iterator接口即可。
C#实现 以下是C#实现迭代器模式的示例代码：
using System;
using System.Collections;
// 抽象聚合类
abstract class Aggregate {
public abstract Iterator CreateIterator();
}
// 具体聚合类
class ConcreteAggregate : Aggregate {
private ArrayList items = new ArrayList();
public override Iterator CreateIterator() {
return new ConcreteIterator(this);
}
public int Count {
get { return items.Count; }
}
public object this[int index] {
get { return items[index]; }
set { items.Insert(index, value); }
}
}
// 抽象迭代器类
abstract class Iterator {
public abstract object First();
public abstract object Next();
public abstract bool IsDone();
public abstract object CurrentItem();
}
// 具体迭代器类
class ConcreteIterator : Iterator {
private ConcreteAggregate aggregate;
private int current = 0;
public ConcreteIterator(ConcreteAggregate aggregate) {
this.aggregate = aggregate;
}
public override object First() {
return aggregate[0];
}
public override object Next() {
object ret = null;
if (current < aggregate.Count - 1) {
ret = aggregate[++current];
}
return ret;
}
public override bool IsDone() {
return current >= aggregate.Count;
}
public override object CurrentItem() {
return aggregate[current];
}
}
// 客户端
class Client {
static void Main(string[] args) {
ConcreteAggregate a = new ConcreteAggregate();
a[0] = "item1";
a[1] = "item2";
a[2] = "item3";
a[3] = "item4";
Iterator i = a.CreateIterator();
for (object item = i.First(); !i.IsDone(); item = i.Next()) {
Console.WriteLine(item);
}
Console.ReadLine();
}
}其中，Aggregate为抽象聚合类，提供了创建迭代器的抽象方法CreateIterator()；ConcreteAggregate为具体聚合类，继承了Aggregate，实现了CreateIterator()方法，同时还包含了一个用于存储聚合元素的ArrayList；Iterator为抽象迭代器类，提供了获取第一个元素、获取下一个元素、判断是否迭代完成和获取当前元素等抽象方法；ConcreteIterator为具体迭代器类，继承了Iterator，实现了其中的抽象方法，同时持有一个对聚合对象的引用，以便进行迭代操作；Client为客户端类，实例化ConcreteAggregate对象并调用其CreateIterator()方法创建迭代器，然后通过迭代器对聚合对象进行遍历操作。
总结
迭代器模式是一种行为设计模式，它提供了一种简单的方式来访问集合对象中的元素，而不需要暴露集合内部的表示细节。迭代器模式将集合的遍历行为抽象成一个迭代器接口，使得客户端代码可以通过迭代器遍历集合元素。 优点：迭代器模式可以隐藏集合内部的实现细节，从而使得客户端代码可以使用同样的方式遍历不同类型的集合，而不需要关心集合的具体实现。此外，迭代器模式可以简化集合类的接口，减少了集合类与客户端代码之间的耦合度。 缺点：由于迭代器模式会增加额外的类和接口，因此会增加代码的复杂性。此外，迭代器模式可能会降低程序的性能，因为每次访问元素都需要调用迭代器接口。
总体来说，迭代器模式适用于需要遍历集合对象中元素的场景，它可以提高代码的灵活性和可复用性。
腾讯云开发者
