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持有物件-2 迭代器深入理解

概述

任何容器類,都必須有某種方式可以插入元素並將它們再次取回。畢竟,持有事物是容器最基本的工作。對於List, add0是插入元素的方法之- ,而get0是取出元素的方法之-。       如果從更高層的角度思考,會發現這裡有個缺點:要使用容器,必須對容器的確切型別程式設計。初看起來這沒什麼不好,但是考慮下面的情況:如果原本是對著List編碼的,但是後來發現如果能夠把相同的程式碼應用於Set,將會顯得非常方便,此時應該怎麼做?或者打算從頭開始編寫通用的程式碼,它們只是使用容器,不知道或者說不關心容器的型別,那麼如何才能不重寫程式碼就可以應用於不同型別的容器?       迭代器(也是-種設計模式)的概念可以用於達成此目的。迭代器是一個物件,它的工作是遍歷並選擇序列中的物件,而客戶端程式設計師不必知道或關心該序列底層的結構。此外,迭代器通常被稱為輕量級物件:建立它的代價小。因此,經常可以見到對迭代器有些奇怪的限制;例如,Java的Iterator 只能單向移動,這個Iterator只能用來:       1)使用方法iterator(要求容器返回-一個Iterator。Iterator將準 備好返回序列的第一個元素。2)使用next0獲得序列中的下一個元素。3)使用hasNext0檢查序列中是否還有元素。       4)使用removeO將迭代器新近返回的元素刪除。

迭代器模式定義

迭代器模式(Iterator),提供一種方法順序訪問一個聚合物件中的各種元素,而又不暴露該物件的內部表示。

迭代器模式的角色構成

(1)迭代器角色(Iterator):定義遍歷元素所需要的方法,一般來說會有這麼三個方法:取得下一個元素的方法next(),判斷是否遍歷結束的方法hasNext()),移出當前物件的方法remove(),

(2)具體迭代器角色(Concrete Iterator):實現迭代器介面中定義的方法,完成集合的迭代。

(3)容器角色(Aggregate):  一般是一個介面,提供一個iterator()方法,例如java中的Collection介面,List介面,Set介面等

(4)具體容器角色(ConcreteAggregate):就是抽象容器的具體實現類,比如List介面的有序列表實現ArrayList,List介面的連結串列實現LinkList,Set介面的雜湊列表的實現HashSet等。

迭代器模式應用的場景及意義
(1)訪問一個聚合物件的內容而無需暴露它的內部表示

(2)支援對聚合物件的多種遍歷

(3)為遍歷不同的聚合結構提供一個統一的介面   具體程式碼實現: 定義迭代器角色(Iterator)
1 public interface Iterator {
2 
3     public boolean hasNext();
4     public Object next();
5 }

定義具體迭代器角色(Concrete Iterator)

複製程式碼
 1 package patten.design;
 2 
 3 import patten.design.List;;
 4 
 5 public class ConcreteIterator implements Iterator {
 6     private List list = null;
 7     private int index;
 8 
 9     public ConcreteIterator(List list) {
10         super();
11         this.list = list;
12     }
13 
14     @Override
15     public boolean hasNext() {
16         if (index >= list.getSize()) {
17             return false;
18         } else {
19             return true;
20         }
21     }
22 
23     @Override
24     public Object next() {
25         Object object = list.get(index);
26         index++;
27         return object;
28     }
29 
30 }
複製程式碼

定義容器角色(Aggregate)

複製程式碼
 1 package patten.design;
 2 
 3 //定義集合可以進行的操作
 4 public interface List {
 5 
 6     public void add(Object obj);  
 7     public Object get(int index);
 8     public Iterator iterator();  
 9     public int getSize();
10 }
複製程式碼

定義具體容器角色(ConcreteAggregate)

複製程式碼
 1 package patten.design;
 2 
 3 public class ConcreteAggregate implements List{
 4 
 5     private Object[] list;
 6     private int size=0;
 7     private int index=0;
 8     public ConcreteAggregate(){
 9         index=0;
10         size=0;
11         list=new Object[100];
12     }
13     @Override
14     public void add(Object obj) {
15         list[index++]=obj;
16         size++;
17     }
18 
19     @Override
20     public Iterator iterator() {
21         
22         return new ConcreteIterator(this);
23     }
24     @Override
25     public Object get(int index) {
26         
27         return list[index];
28     }
29     @Override
30     public int getSize() {
31         
32         return size;
33     }
34 
35 }
複製程式碼

程式碼測試

複製程式碼
 1 package patten.design;
 2 
 3 public class IteratorTest {
 4 
 5     /**
 6      * @param args
 7      */
 8     public static void main(String[] args) {
 9 
10         List list=new ConcreteAggregate();
11         list.add("a");
12         list.add("b");
13         list.add("c");
14         list.add("d");
15         Iterator it=list.iterator();
16         while(it.hasNext()){
17             System.out.println(it.next());
18         }
19     }
20 
21 }
複製程式碼

迭代器模式的優缺點:

  迭代器模式的優點有:

  • 簡化了遍歷方式,對於物件集合的遍歷,還是比較麻煩的,對於陣列或者有序列表,我們尚可以通過遊標來取得,但使用者需要在對集合瞭解很清楚的前提下,自行遍歷物件,但是對於hash表來說,使用者遍歷起來就比較麻煩了。而引入了迭代器方法後,使用者用起來就簡單的多了。
  • 可以提供多種遍歷方式,比如說對有序列表,我們可以根據需要提供正序遍歷,倒序遍歷兩種迭代器,使用者用起來只需要得到我們實現好的迭代器,就可以方便的對集合進行遍歷了。
  • 封裝性良好,使用者只需要得到迭代器就可以遍歷,而對於遍歷演算法則不用去關心。

  迭代器模式的缺點:

  • 對於比較簡單的遍歷(像陣列或者有序列表),使用迭代器方式遍歷較為繁瑣,大家可能都有感覺,像ArrayList,我們寧可願意使用for迴圈和get方法來遍歷集合。

 總的來說: 迭代器模式是與集合共生共死的,一般來說,我們只要實現一個集合,就需要同時提供這個集合的迭代器,就像java中的Collection,List、Set、Map等,這些集合都有自己的迭代器。假如我們要實現一個這樣的新的容器,當然也需要引入迭代器模式,給我們的容器實現一個迭代器。