设计模式之迭代器模式

定义

迭代器模式（Iterator Pattern）是常用的设计模式，属于行为型模式

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。

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。

 

迭代器模式的角色构成

(1)迭代器角色（Iterator）:定义遍历元素所需要的方法，一般来说会有这么三个方法：取得下一个元素的方法next()，判断是否遍历结束的方法hasNext()），移出当前对象的方法remove(),

(2)具体迭代器角色（Concrete Iterator）：实现迭代器接口中定义的方法，完成集合的迭代。

(3)容器角色(Aggregate):  一般是一个接口，提供一个iterator()方法，例如java中的Collection接口，List接口，Set接口等

(4)具体容器角色（ConcreteAggregate）：就是抽象容器的具体实现类，比如List接口的有序列表实现ArrayList，List接口的链表实现LinkList，Set接口的哈希列表的实现HashSet等。

迭代器模式应用的场景及意义 (1)访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示

(2)支持对聚合对象的多种遍历

(3)为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口

实现一个迭代集合的功能

具体代码实现：

package com.dongguo.iterator;

/**
 * @author Dongguo
 * @date 2021/8/22 0022-21:51
 * @description: 定义迭代器角色(Iterator)
 */
public interface Iterator {

    public boolean hasNext();
    public Object next();
}

定义具体迭代器角色(Concrete Iterator)

package com.dongguo.iterator;



/**
 * @author Dongguo
 * @date 2021/8/22 0022-21:51
 * @description: 定义具体迭代器角色(Concrete Iterator)
 */


public class ConcreteIterator implements Iterator {
    private List list = null;
    private int index;

    public ConcreteIterator(List list) {
        super();
        this.list = list;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        if (index >= list.getSize()) {
            return false;
        } else {
            return true;
        }
    }

    @Override
    public Object next() {
        Object object = list.get(index);
        index++;
        return object;
    }

}

定义容器角色(Aggregate)

package com.dongguo.iterator;

/**
 * @author Dongguo
 * @date 2021/8/22 0022-21:53
 * @description: 定义容器角色(Aggregate)
 */

//定义集合可以进行的操作
public interface List {

    public void add(Object obj);
    public Object get(int index);
    public Iterator iterator();
    public int getSize();
}

定义具体容器角色(ConcreteAggregate)

package com.dongguo.iterator;

/**
 * @author Dongguo
 * @date 2021/8/22 0022-21:54
 * @description: 定义具体容器角色(ConcreteAggregate)
 */

public class ConcreteAggregate implements List{

    private Object[] list;
    private int size=0;
    private int index=0;
    public ConcreteAggregate(){
        index=0;
        size=0;
        list=new Object[100];
    }
    @Override
    public void add(Object obj) {
        list[index++]=obj;
        size++;
    }

    @Override
    public Iterator iterator() {

        return new ConcreteIterator(this);
    }
    @Override
    public Object get(int index) {

        return list[index];
    }
    @Override
    public int getSize() {

        return size;
    }

}

代码测试

package com.dongguo.iterator;

/**
 * @author Dongguo
 * @date 2021/8/22 0022-21:54
 * @description:
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {

        List list=new ConcreteAggregate();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        Iterator it=list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}
运行结果：
a
b
c
d

迭代器模式在JDK-ArrayList 集合应用的源码分析 

JDK 的ArrayList 集合中就使用了迭代器模式

 

 内部类Itr 充当具体实现迭代器Iterator 的类， 作为ArrayList 内部类

    private class Itr implements Iterator {
        int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;

        Itr() {}

        public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

        public void remove() {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                ArrayList.this.remove(lastRet);
                cursor = lastRet;
                lastRet = -1;
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        @Override
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public void forEachRemaining(Consumer