設計模式之迭代器模式（Iterator）詳解及代碼示例

一、模式的定義與特點

　　迭代器（Iterator）模式的定義：迭代器模式是一種對象行為型模式，提供一個對象來順序訪問聚合對象中的一系列數據，而不暴露聚合對象的內部表示。

二、迭代器模式優缺點

　　其主要優點如下：

• 訪問一個聚合對象的內容而無須暴露它的內部表示。
• 遍歷任務交由迭代器完成，這簡化了聚合類。
• 它支持以不同方式遍歷一個聚合，甚至可以自定義迭代器的子類以支持新的遍歷。
• 增加新的聚合類和迭代器類都很方便，無須修改原有代碼。
• 封裝性良好，為遍歷不同的聚合結構提供一個統一的接口。

　　其主要缺點是：

• 增加了類的個數，這在一定程度上增加了系統的復雜性。

三、迭代器模式的實現

　　迭代器模式是通過將聚合對象的遍歷行為分離出來，抽象成迭代器類來實現的，其目的是在不暴露聚合對象的內部結構的情況下，讓外部代碼透明地訪問聚合的內部數據。現在我們來分析其基本結構與實現方法。

　　迭代器模式主要包含以下角色。

• 抽象聚合（Aggregate）角色：定義存儲、添加、刪除聚合對象以及創建迭代器對象的接口。
• 具體聚合（ConcreteAggregate）角色：實現抽象聚合類，返回一個具體迭代器的實例。
• 抽象迭代器（Iterator）角色：定義訪問和遍歷聚合元素的接口，通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
• 具體迭代器（Concretelterator）角色：實現抽象迭代器接口中所定義的方法，完成對聚合對象的遍歷，記錄遍歷的當前位置。

　　其結構圖如圖所示：

　　　　　　　　　　　

　　代碼實現如下：

public class IteratorPattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Aggregate ag=new ConcreteAggregate(); 
        ag.add("中山大學"); 
        ag.add("華南理工"); 
        ag.add("韶關學院");
        System.out.print("聚合的內容有：");
        Iterator it=ag.getIterator(); 
        while(it.hasNext())
        { 
            Object ob=it.next(); 
            System.out.print(ob.toString()+"\t"); 
        }
        Object ob=it.first();
        System.out.println("\nFirst："+ob.toString());
    }
}
//抽象聚合
interface Aggregate
{ 
    public void add(Object obj); 
    public void remove(Object obj); 
    public Iterator getIterator(); 
}
//具體聚合
class ConcreteAggregate implements Aggregate
{ 
    private List<Object> list=new ArrayList<Object>(); 
    public void add(Object obj)
    { 
        list.add(obj); 
    }
    public void remove(Object obj)
    { 
        list.remove(obj); 
    }
    public Iterator getIterator()
    { 
        return(new ConcreteIterator(list)); 
    }     
}
//抽象迭代器
interface Iterator
{
    Object first();
    Object next();
    boolean hasNext();
}
//具體迭代器
class ConcreteIterator implements Iterator
{ 
    private List<Object> list=null; 
    private int index=-1; 
    public ConcreteIterator(List<Object> list)
    { 
        this.list=list; 
    } 
    public boolean hasNext()
    { 
        if(index<list.size()-1)
        { 
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }
    public Object first()
    {
        index=0;
        Object obj=list.get(index);;
        return obj;
    }
    public Object next()
    { 
        Object obj=null; 
        if(this.hasNext())
        { 
            obj=list.get(++index); 
        } 
        return obj; 
    }   
}

　　運行結果如下：

聚合的內容有：中山大學    華南理工    韶關學院   
First：中山大學

四、迭代器模式的應用場景

　　前面介紹了關於迭代器模式的結構與特點，下面介紹其應用場景，迭代器模式通常在以下幾種情況使用。

• 當需要為聚合對象提供多種遍歷方式時。
• 當需要為遍歷不同的聚合結構提供一個統一的接口時。
• 當訪問一個聚合對象的內容而無須暴露其內部細節的表示時。

　　由於聚合與迭代器的關系非常密切，所以大多數語言在實現聚合類時都提供了迭代器類，因此大數情況下使用語言中已有的聚合類的迭代器就已經夠了。

五、模式的擴展

　　迭代器模式常常與組合模式結合起來使用，在對組合模式中的容器構件進行訪問時，經常將迭代器潛藏在組合模式的容器構成類中。當然，也可以構造一個外部迭代器來對容器構件進行訪問，其結構圖如圖所示：