超詳細-設計模式之迭代器模式

Hello，大家好：
今天我們來聊一下設計模式中迭代器模式，
背景：
甲、乙、丙三人合作開發一套人員管理系統，甲在編程中習慣使用陣列存盤元素，乙喜歡編程中習慣使用List等集合存盤元素，丙在專案開發中剛好需要遍歷甲、乙存盤的元素，無奈，丙只能寫兩套不同的遍歷方法，上述場景用代碼描述為：

 StudentContainer studentContainer = new StudentContainer();
 List<Student> students = studentContainer.getStudents();
 for (int i = 0; i < students.size(); i++) {
     System.out.println(students.get(i).getStudentNum());
 }
 TeacherContainer teacherContainer = new TeacherContainer();
 Teacher[] teachers = teacherContainer.getTeachers();
 for (int i = 0; i < teachers.length; i++) {
     System.out.println(teachers[i]);
 }

注意，可能小伙伴們會說可以使用增強for回圈呀，其實那也是JDK對迭代器模式的一種實作，在后續的博客中我們將從JDK位元組碼層面來看看增強for回圈的原理，上述方式除了遍歷方式不一致外，丙還得知道甲乙兩人的內部存盤細節，然后他們討論，為了統一遍歷方式，以及不暴露自身內部存盤細節，對資料存盤進行了改進，
好了，經過討論，通用存盤模式類圖如下：

方法描述：addElement和removeElement方法用以增加和洗掉元素，next()、previous()、isFirst()等方法用以遍歷元素，
那么上述方法存在什么問題呢？
1、該類既要負責資料存盤，又要負責遍歷資料，違反設計模式單一職責原則，
2、如果將該類宣告為一個介面，交給子類去實作，那么這個介面必定包含大量方法，不利于子類去實作，違反介面隔離原則，
3、如果將遍歷交給子類負責，子類就肯定要訪問AbstractStoreElement中存盤的元素，就必須暴露AbstractStoreElement的內部存盤細節，不然子類無法進行遍歷，又破壞了AbstractStoreElement的封裝性，
于是甲乙丙三人將遍歷元素的方法提取出來，將資料存盤和資料遍歷分離開來，無須暴露AbstractStoreElement的內部存盤細節即可完成對它的遍歷，這就是迭代器模式的意圖所在，
最后經過改進得到的類圖如下：

AbstractStoreElement（抽象存盤類）：用于存盤和管理元素物件的抽象類，具體如何管理交由子類去實作，宣告createIterator方法來創建一個迭代器，
ConcreteStorefElement（具體存盤類）：繼承AbstractStoreElement，實作createIterator()方法，回傳一個與該具體存盤類對應的具體迭代器，
Iterator（抽象迭代器）：定義訪問和遍歷元素的介面，宣告用于遍歷的方法，
ConcreteIterator（具體迭代器）：它實作了抽象迭代器中的所有方法，完成對存盤類中的元素的遍歷操作，具體迭代器中通過游標來記錄在聚合物件中所處的當前位置，
附錄完整代碼：
AbstractStoreElement：

public abstract class AbstractStoreElement {
    // 宣告創建迭代器物件的抽象工廠方法
    public abstract AbstractIterator createIterator();
}

ConcreteStoreElement：

public class ConcreteStoreElement extends AbstractStoreElement {
    protected List<Student> students = new ArrayList<Student>();

    public ConcreteStoreElement(List<Student> students) {
        this.students = students;
    }

    public void addObject(Student obj) {
        this.students.add(obj);
    }

    public void removeObject(Object obj) {
        this.students.remove(obj);
    }

    public List<Student> getObjects() {
        return this.students;
    }
    // 實作創建迭代器物件的具體工廠方法
    public AbstractIterator createIterator() {
        return new ConcreteIterator(this);
    }
}

AbstractIterator:

public interface AbstractIterator {
    public void next(); // 移至下一個元素

    public boolean isLast(); // 判斷是否為最后一個元素

    public void previous(); // 移至上一個元素

    public boolean isFirst(); // 判斷是否為第一個元素

    public Object getNextItem(); // 獲取下一個元素

    public Object getPreviousItem(); // 獲取上一個元素
}

ConcreteIterator：

public class ConcreteIterator implements AbstractIterator{
    private List<Student> students;
    private int cursor1; // 定義一個游標，用于記錄正向遍歷的位置
    private int cursor2; // 定義一個游標，用于記錄逆向遍歷的位置
   
    public ConcreteIterator(ConcreteStoreElement list) {
        this.students = list.getObjects(); // 獲取集合物件
        cursor1 = 0; // 設定正向遍歷游標的初始值
        cursor2 = students.size() - 1; // 設定逆向遍歷游標的初始值
    }

    public void next() {
        if (cursor1 < students.size()) {
            cursor1++;
        }
    }

    public boolean isLast() {
        return (cursor1 == students.size());
    }

    public void previous() {
        if (cursor2 > -1) {
            cursor2--;
        }
    }

    public boolean isFirst() {
        return (cursor2 == -1);
    }

    public Object getNextItem() {
        return students.get(cursor1);
    }

    public Object getPreviousItem() {
        return students.get(cursor2);
    }

}

好，迭代器的原理就講到這兒啦，下一篇我們來決議一下迭代器在jdk原始碼中是如何應用的，
本文若有不足之處，還請大家多多指正，若有疑問，請小伙伴們私信我，或者評論區留言，
此外推薦一下尚硅谷的Java基礎階段學習資料包括多執行緒、資料、開發工具等等，視頻+原始碼+筆記，資料詳情如下：

非常好的Java學習資料，請大家關注《炫酷的Java》公眾號，輸入javase，即可下載，謝謝大家，