设计模式之迭代器模式（下）

3）使用内部类实现迭代器

1.JDK中的迭代器示例

为了能够让迭代器可以访问到聚合对象中的数据，还可以将迭代器类设计为聚合类的内部类

package java.util;

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
    private class Itr implements Iterator<E> {
	    int cursor = 0;
        ......
    }
}

2.改写ProductList类

将ProductIterator类作为ProductList类的内部类。

//商品数据类：具体聚合类
public class ProductList extends AbstractObjectList {
	public ProductList(List products) {
		super(products);
	}
	
	public AbstractIterator createIterator() {
		return new ProductIterator();
	}
	
	//商品迭代器：具体迭代器，内部类实现
	private class ProductIterator implements AbstractIterator {
		private int cursor1;
		private int cursor2;
		
		public ProductIterator() {
			cursor1 = 0;
			cursor2 = objects.size() -1;
		}
		
		public void next() {
			if(cursor1 < objects.size()) {
				cursor1++;
			}
		}
		
		public boolean isLast() {
			return (cursor1 == objects.size());
		}
		
		public void previous() {
			if(cursor2 > -1) {
				cursor2--;
			}
		}
		
		public boolean isFirst() {
			return (cursor2 == -1);
		}
		
		public Object getNextItem() {
			return objects.get(cursor1);
		} 
			
		public Object getPreviousItem() {
			return objects.get(cursor2);
		} 	
	}
}

4）使用JDK内置迭代器

1.概述

在 Java 集合框架中，List和Set等聚合类都继承（或实现）了java.util.Collection接口，在Collection接口中声明了如下方法（部分）。

具体的 Java 聚合类可以通过实现该 iterator() 方法返回一个具体的 Iterator 对象。

package java.util;
 
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
  ……
  boolean add(Object c);
  boolean addAll(Collection c);
  boolean remove(Object o);
  boolean removeAll(Collection c);
  boolean remainAll(Collection c); 
  Iterator iterator();
  ……
}

JDK中定义了抽象迭代器接口Iterator，代码如下所示：

package java.util;
 
public interface Iterator<E> {
  boolean hasNext();
  E next();
  void remove();
}

hasNext()用于判断聚合对象中是否还存在下一个元素，为了不抛出异常，在每次调用next()之前需先调用hasNext()，如果有可供访问的元素，则返回true；

next()方法用于将游标移至下一个元素，通过它可以逐个访问聚合中的元素，它返回游标所越过的那个元素的引用；

remove()方法用于删除上次调用next()时所返回的元素。

2.原理

在第一个next()方法被调用时，迭代器游标由“元素1”与“元素2”之间移至“元素2”与“元素3”之间，跨越了“元素2”，因此next()方法将返回对“元素2”的引用；

在第二个next()方法被调用时，迭代器由“元素2”与“元素3”之间移至“元素3”和“元素4”之间，next()方法将返回对“元素3”的引用，如果此时调用remove()方法，即可将“元素3”删除。

在这里插入图片描述

如下代码可用于删除聚合对象中的第一个元素：

//collection是已实例化的聚合对象
Iterator iterator = collection.iterator();   
// 跳过第一个元素
iterator.next();	 
// 删除第一个元素
iterator.remove();

注意：如果调用remove()之前，没有先对next()进行调用，将会抛出IllegalStateException异常，因为没有任何可供删除的元素。

3.类结构图

在JDK中，Collection接口和Iterator接口充当了迭代器模式的抽象层，分别对应于抽象聚合类和抽象迭代器，而Collection接口的子类充当了具体聚合类，下面列出了JDK中与List有关的类及它们之间的关系。

在这里插入图片描述

4.Iterator 和 ListIterator

在Iterator接口中定义的方法太少，只有三个，通过这三个方法只能实现正向遍历。

在ListIterator接口中声明了用于逆向遍历的hasPrevious()和previous()等方法进行了拓展。

5.使用JDK的迭代器代码示例

import java.util.*;
 
public class IteratorDemo {
  public static void process(Collection c) {
        //创建迭代器对象
   	  	Iterator i = c.iterator(); 
		
        //通过迭代器遍历聚合对象
		    while(i.hasNext()) {
			    System.out.println(i.next().toString());
		    }
   }
 
	public static void main(String args[]) {
	  Collection persons;
	  //创建一个ArrayList类型的聚合对象
    persons = new ArrayList(); 
		persons.add("张无忌");
		persons.add("小龙女");
		persons.add("令狐冲");
		persons.add("韦小宝");
		persons.add("袁紫衣");
		persons.add("小龙女");
		
		process(persons);
	}
}

5）总结

1.优点

支持以不同的方式遍历一个聚合对象，在同一个聚合对象上可以定义多种遍历方式。
迭代器简化了聚合类，在原有的聚合对象中不需要再自行提供数据遍历等方法。
在迭代器模式中，由于引入了抽象层，增加新的聚合类和迭代器类都无须修改原有代码。

2.缺点

迭代器模式将存储数据和遍历数据的职责分离，增加新的聚合类需要对应增加新的迭代器类，类的个数将成对增加，增加了系统的复杂性。
抽象迭代器的设计难度较大，需要充分考虑到系统将来的扩展，例如JDK内置迭代器Iterator就无法实现逆向遍历，如果需要实现逆向遍历，只能通过其子类ListIterator等来实现，而ListIterator迭代器无法用于操作Set类型的聚合对象。