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db423ff · Aug 6, 2019

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iterator.md

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设计模式 -- 迭代器模式

定义

提供一种方法顺序访问一个容器对象中的各个元素,而又不需要暴露该对象的内部表示。

使用场景

  • 遍历一个容器对象时。
    • 当需要为聚合对象提供多种遍历方式时。
    • 当需要为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口时。
    • 当访问一个聚合对象的内容而无须暴露其内部细节的表示时。

UML 类图

由上图,迭代器模式 主要包含这几种角色:

  • Aggregate(抽象聚合)角色:定义存储、添加、删除聚合对象以及创建迭代器对象的接口。
  • ConcreteAggregate(具体聚合)角色:实现抽象聚合类,返回一个具体迭代器的实例。
  • Iterator(抽象迭代器)角色:定义访问和遍历聚合元素的接口,通常包含 hasNext()、first()、next() 等方法。
  • Concretelterator(具体迭代器)角色:实现抽象迭代器接口中所定义的方法,完成对聚合对象的遍历,记录遍历的当前位置。

模式代码:

迭代器接口:

public interface Iterator<T> {
  /**
   * 是否还有下一个元素
   * @return true表示有,false表示没有
   **/
  boolean hasNext();
  /**
   * 返回当前位置的元素并将位置移至下一位
   **/
  T next();
}

具体迭代器类:

public class ConcreteIterator<T> implements Iterator<T>{
  private List<T> list;
  private int cursor = 0;
  public ConcreteIterator(List<T> list) {
    this.list = list;
  }
  @Override
  public boolean hasNext() {
    return cursor != list.size();
  }
  @Override
  public T next() {
    T obj = null;
    if (this.hasNext()) {
      obj = this.list.get(cursor++);
    }
    return obj;
  }
}

容器接口:

public interface Aggregation<T> {
  /**
   * 添加一个元素
   **/
  void add(T obj);
  /**
   * 移除一个元素
   **/
  void remove(T obj);
  /**
   * 获取容器的迭代器
   **/
  Iterator<T> iterator();
}

具体容器类:

public class ConcreteAggregation<T> implements Aggregation<T>{
  private List<T> list = new ArrayList<>();
  @Override
  public void add(T obj) {
    list.add(obj);
  }
  @Override
  public void remove(T obj) {
    list.remove(obj);
  }
  @Override
  public Iterator<T> iterator() {
    return new ConcreteIterator<>(list);
  }
}

客户类:

public class Client {
  public static void main(String args[]) {
    Aggregation<String> a = new ConcreteAggregation<>();
    a.add("a");
    a.add("b");
    a.add("c");
    Iterator<String> iterator = a.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
      System.out.print(iterator.next());
    }
  }
}

优缺点

  • 优点:
    • 支持对容器对象的多种遍历。弱化了容器类与遍历算法之间的关系。
    • 访问一个聚合对象的内容而无须暴露它的内部表示,遍历任务交由迭代器完成,这简化了聚合类。
    • 它支持以不同方式遍历一个聚合,甚至可以自定义迭代器的子类以支持新的遍历。
    • 封装性良好,为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口。增加新的聚合类和迭代器类都很方便,无须修改原有代码。
  • 缺点:
    • 增加了类的个数,这在一定程度上增加了系统的复杂性。
    • 遍历过程是一个单向且不可逆的遍历。

Android 源码中的迭代器模式的实现

Cursor

当我们使用SQLiteDatabase的query方法查询数据库时,会返回一个Cursor游标对象,该游标的实质就是一个具体的迭代器,我们可以使用它来遍历数据库查询所得的结果集。