圖解Java設計模式之迭代器模式-有解無憂

圖解Java設計模式之迭代器模式

看一個具體的需求
傳統的方式的問題分析
迭代器模式基本介紹
迭代器模式的原理類圖
迭代器模式應用實體
迭代器模式在JDK - ArrayList 集合應用的原始碼分析
迭代器模式的注意事項和細節

看一個具體的需求

撰寫程式展示一個學校院系結構：需求是這樣，要在一個頁面中展示出學校的院系組成，一個學校有多個學院，一個學院有多個系，如圖：
在這里插入圖片描述

傳統的方式的問題分析

1）將學院看做是學校的子類，系是學院的子類，這樣實際上是站在組織大小來進行分層次的，
2）實際上我們的要求是：在一個頁面中展示出學校的院系組成，一個學校有多個學院，一個學院有多個系，因此這種方案，不能很好實作遍歷操作，

迭代器模式基本介紹

1）迭代器模式（Iterator Pattern）是常用的設計模式，屬于行為型模式
2）如果我們的集合元素是用不同的方式實作的，有陣列，還有java的集合類，或者還有其他方式，當客戶端要遍歷這些集合元素的時候就要使用多種遍歷方式，而且還會暴露元素的內部結構，可以考慮使用迭代器模式解決，
3）迭代器模式，提供一種遍歷集合元素的統一介面，用一致的方法遍歷集合元素，不需要知道集合物件的底層表示，即：不暴露其內部的結構，

迭代器模式的原理類圖

在這里插入圖片描述
說明：
1）Iterator ：迭代器介面，是系統提供，含義 hasNext、next、remove
2）ConcreteIterator ：具體的迭代器類，管理迭代，
3）Aggregate ：一個統一的聚合介面，將客戶端和具體聚合解耦，
4）ConcreteAggreage ：具體的聚合持有物件集合，并提供一個方法，回傳一個迭代器，該迭代器可以正確遍歷集合
5）Client ：客戶端，通過Iterator和Aggregate依賴子類，

迭代器模式應用實體

應用實體要求撰寫程式展示一個學校院系結構:需求是這樣，要在一個頁面中展示出學校的院系組成，一個學校有多個學院，一個學院有多個系，

package com.example.demo.iterator;

import java.util.Iterator;

import javax.swing.text.Position;

public class ComputerCollegeIterator implements Iterator{
	
	// 這里我們需要Department 是以怎樣的方式存放
	private Department[] departments;
	// 遍歷的位置
	private int position = 0;

	public ComputerCollegeIterator(Department[] departments) {
		super();
		this.departments = departments;
	}

	/**
	 * 判斷是否還有下一個元素
	 */
	@Override
	public boolean hasNext() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if (departments.length <= position || departments[position] == null) {
			return false;
		}
		return true;
	}

	@Override
	public Object next() {
		// TODO Auto-generated method stub
		Department department = departments[position];
		position += 1;
		return department;
	}

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class InfoColleageIterator implements Iterator{
	
	/**
	 * 資訊工程學院是以list方式存放系
	 */
	private List<Department> departmentList;
	
	/**
	 * 索引
	 */
	private int index = -1;
	
	public InfoColleageIterator(List<Department> departmentList) {
		super();
		this.departmentList = departmentList;
	}

	/**
	 * 判斷list中還有沒有下一個元素
	 */
	@Override
	public boolean hasNext() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if (index >= departmentList.size() - 1) {
			return false;
		}
		index += 1;
		return true;
	}

	@Override
	public Object next() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return departmentList.get(index);
	}
	
	/**
	 * remove空實作
	 */
	public void remove() {
		
	}

}
package com.example.demo.iterator;

/**
 * 系
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
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;
	}
	
	

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.Iterator;

public interface College {
	
	public String getName();
	
	/**
	 * 增加系的方法
	 * @param name
	 * @param desc
	 */
	public void addDepartment(String name, String desc);
	
	/**
	 * 回傳一個迭代器，遍歷
	 * @return
	 */
	public Iterator createIterator();

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.Iterator;

public class ComputerCollege implements College{
	
	private Department[] departments;
	// 保持當前陣列的物件個數
	private int numOfDepartment = 0;
	
	public ComputerCollege() {
		departments = new Department[5];
		addDepartment("java", "java");
		addDepartment("前端", "前端");
		addDepartment("大資料", "大資料");
	}

	@Override
	public String getName() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "計算機學院";
	}

	@Override
	public void addDepartment(String name, String desc) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Department department = new Department(name, desc);
		departments[numOfDepartment] = department;
		numOfDepartment += 1;
	}

	@Override
	public Iterator createIterator() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new ComputerCollegeIterator(departments);
	}

}
package com.example.demo.iterator;

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

public class InfoCollege implements College{
	
	private List<Department> departmentList;
	
	public InfoCollege() {
		departmentList = new ArrayList<Department>();
		addDepartment(" 資訊安全專業 ", "資訊安全專業");
		addDepartment("網路安全專業", "網路安全專業");
		addDepartment("工程安全專業", "工程安全專業");
	}

	@Override
	public String getName() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "資訊工程學院";
	}

	@Override
	public void addDepartment(String name, String desc) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Department department = new Department(name, desc);
		departmentList.add(department);
	}

	@Override
	public Iterator createIterator() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return new InfoColleageIterator(departmentList);
	}

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class OutPutImpl {
	
	
	// 學院集合
	private List<College> colleges;
	
	public OutPutImpl(List<College> colleges) {
		super();
		this.colleges = colleges;
	}
	
	/**
	 * 遍歷所有學院，然后呼叫printDepartment 輸出各個學院的系
	 */
	public void printCollege() {
		// 從collegeList 取出所有學院，Java中的list 已經實作Iterator
		Iterator iterator = colleges.iterator();
		while (iterator.hasNext()) {
			// 取出一個學院
			College college = (College) iterator.next();
			System.out.println("====" + college.getName() + "====");
			printDepartment(college.createIterator());
		}
	}

	/**
	 * 輸出學院里的系
	 * @param iterator
	 */
	public void printDepartment(Iterator iterator) {
		while (iterator.hasNext()) {
			Department department = (Department)iterator.next();
			System.out.println(department.getName());
		}
	}

}
package com.example.demo.iterator;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		// 創建學院
		List<College> colleges = new ArrayList<College>();
		ComputerCollege college = new ComputerCollege();
		InfoCollege infoCollege = new InfoCollege();
		colleges.add(college);
		//colleges.add(infoCollege);
		OutPutImpl outPutImpl = new OutPutImpl(colleges);
		outPutImpl.printCollege();
	}

}

迭代器模式在JDK - ArrayList 集合應用的原始碼分析

在這里插入圖片描述

對類圖的角色分析和說明：
1）內部類Itr 充當具體實作迭代器 Iterator 的類，作為ArrayList 內部類
2）Lits 就是充當類聚合介面，含有一個Iterator() 方法，回傳一個迭代器物件
3）ArrayList 是實作聚合介面 List 的子類，實作類iterator()
4）Iterator 介面系統提供
5）迭代器模式解決了，不同集合（ArrayList，LinkedList）統一遍歷問題

迭代器模式的注意事項和細節

優點：
1）提供一個統一的方法遍歷物件，客戶不用再考慮聚合的型別，使用一種方法就可以遍歷物件了，
2）隱藏了聚合的內部結構，客戶端要遍歷聚合的時候只能取到迭代器，而不會知道聚合的具體組成，
3）提供了一種設計思想，就是一個類應該只有一個引起變化的原因（叫做單一職責原則），在聚合類中，我們把迭代器分開，就是要把管理物件集合和遍歷物件集合的責任分開，這樣一來集合改變的話，只影響到聚合物件，而如果遍歷方式改變的話，只影響到了迭代器，
4）當要展示一組相似物件，或者遍歷一組相同物件時使用，適合使用迭代器模式，
缺點：
1）每個聚合物件都要一個迭代器，會生成多個迭代器不好管理類，

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標籤：設計模式

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